JP2005194119A

JP2005194119A - プレミックス材の湿式吹付け施工方法

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Publication number: JP2005194119A
Application number: JP2004000606A
Authority: JP
Inventors: Jun Oba; 遵大場; Kunio Tanaka; 国夫田中
Original assignee: Taiko Refractories Co Ltd
Current assignee: Taiko Refractories Co Ltd
Priority date: 2004-01-05
Filing date: 2004-01-05
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2024-01-05
Also published as: JP4338193B2

Abstract

【課題】クリンカー鉱物としてCaO・Al₂O₃を15質量％以上含有する高耐火性かつ高活性な汎用アルミナセメントを含有し、かつ水で混練すると長時間流動性を保持するプレミックス材を使用して養生強度の高い施工体が得られる湿式吹付け施工方法を提供する。
【解決手段】耐火性骨材と、耐火性微粉と、クリンカー鉱物としてCaO・Al₂O₃を15質量％以上含有するアルミナセメントとを含有する耐火組成物に、分散剤、及びアルミナセメントの水和停止剤を添加したものを予め水で混練し、得られたプレミックス材を圧送ポンプで吹付けノズルに輸送し、前記吹付けノズルで圧搾空気とともに急結剤を添加して吹き付ける湿式吹付け施工方法であって、前記水和停止剤は水溶液の状態で酸性を呈する物質からなり、前記水和停止剤の添加量は前記プレミックス材のpHが2〜7となるように調整することを特徴とする湿式吹付け施工方法。
【選択図】なし

Description

本発明は高炉樋、取鍋、タンディッシュ等の溶融金属用容器の内張りに使用するプレミックス材の湿式吹付け施工方法に関する。

近年、高炉樋、取鍋、タンディッシュ等の溶融金属用容器の内張り用として流し込み耐火物を吹き付ける湿式吹付け耐火物が普及してきた。これは流し込み耐火物を低水量のまま吹付け施工することが可能となったからである。

さらに、予め工場等の施工現場以外の場所で流し込み耐火組成物を水又はその他の混練液で混練し、これを施工現場に納入するプレミックスタイプのキャスタブル耐火物（以下「プレミックス材」という。）を吹き付ける技術も開発されるようになった。

プレミックス材には、経時硬化、輸送中の骨材の分離や水浮き等の問題があるものの、従来の流し込み耐火物と比べて、(a) 混練水量が安定し、(b) 十分な混練がなされているため施工体の性能のばらつきが少なく、(c) 混練工程を必要としないので現場での作業の省力化が可能な上に、粉塵の発生がなく作業環境の改善を図ることができ、(d) 材料が常温で硬化しないので施工を一時中断しても硬化トラブルの心配がない等の利点がある。

プレミックス材は加水混練した後使用するまで数日間硬化しないものでなければならないため、例えばアルミナセメントのような水硬性の成分を加えないものが一般的である。アルミナセメントを含まないプレミックス材を吹き付ける技術としては、特開平10-95678号（特許文献１）、特開平10-118762号（特許文献２）、及び特開平11-92240号（特許文献３）に開示のものがある。

特許文献１は、セメントを含まない流し込み耐火組成物であって、粒径10 mm以下に調整された耐火性骨材70〜98重量％と、粒径10μm以下の耐火性超微粉２〜30重量％との合計100重量％に対して、分散剤を外掛けで0.01〜1.0重量％と増粘剤を添加し、水またはその他の混練液で混練して流し込み軟度に調整してなるプレミックス材を圧送ポンプで吹付けノズルに輸送し、圧搾空気とともに凝集剤を添加して吹き付けることを特徴とする施工方法を開示している。上記凝集剤は凝集イオンを溶出するものであり、塩化カルシウム、塩化アルミニウム、硫酸マグネシウム等を使用している。

特許文献２は、セメントを含まない流し込み耐火組成物であって、粒径10 mm以下に調整された耐火性骨材70〜98重量％と、粒径10μm以下の耐火性超微粉２〜30重量％との合計100重量％に対して、分散剤を外掛けで0.01〜１重量％と増粘剤を添加し、水またはその他の混練液で混練して流し込み軟度に調整してなるプレミックス材を圧送ポンプで吹付けノズルに輸送し、圧搾空気とともに珪酸アルカリ及び／又はアルミン酸アルカリの水溶液からなる保形性付与剤を添加して吹き付けることを特徴とする施工方法を開示している。

特許文献３は、耐火骨材と、自硬性を有しないバインダーと、水とを所定の割合で配合して予め混練した混練物と、前記バインダーを硬化させるための硬化剤とを別々に用意しておき、吹付け施工の際に前記硬化剤を前記混練物に添加して混合した後吹き付ける吹付け用混練耐火物及びその施工方法を開示している。

しかし、これらの施工体はいずれもアルミナセメントを含有していないため、その養生強度が十分でなく、溶融金属容器に吹付ける際、施工厚みが増すと施工後の溶融金属容器の移動・輸送・傾転等の衝撃により脱落しやすい傾向が見られる。

一方、特開2000-16843号（特許文献４）は、結晶質と非晶質からなり、鉱物組成のCaO・2Al₂O₃が60〜95重量％、2CaO・Al₂O₃・SiO₂が５〜30重量％、及びCaO・Al₂O₃が10重量％以下であるカルシウムアルミネートと、平均粒子径が10μm以下でBET表面積が５m²/g以下のα-アルミナとを配合したアルミナセメントに硬化遅延剤を加えた不定形耐火物を圧送ポンプで吹付けノズルに輸送し、吹付けノズルで圧搾空気と共に急結剤を不定形耐火物に添加し、吹付け施工することを特徴とする吹付け施工方法を開示している。前記不定形耐火物は可使時間が非常に長いために、吹付け施工終了後も装置内に残った不定形耐火物を廃棄することなく保管しておき、翌日以降も使用可能である。そのため、かかるアルミナセメント組成物を用いた吹付け施工方法により、コスト低減及び作業の低労力化が図れる。特許文献４は、遅延剤としてリン酸類、ホウ酸類、ケイフッ化物類、オキシカルボン酸類、ポリカルボン酸類、ポリオキシカルボン酸類、ポリオキシアルキレン類及び糖類からなる群から選ばれた少なくとも１種を使用するのが好ましいと記載している。

しかし、特許文献４に記載のアルミナセメントクリンカー鉱物は、CaO・2Al₂O₃及び2CaO・Al₂O₃・SiO₂を主成分としているため、水和活性度が非常に低い。従って、特許文献４の実施例に記載されたトリポリリン酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム等のアルカリ性塩からなる硬化遅延剤は、水和活性度の低いクリンカー鉱物を主成分とするアルミナセメントに対して有効な遅延効果を発揮するものの、水和活性度の高いCaO・Al₂O₃を主成分とする汎用アルミナセメントに対する遅延効果は24時間に達せず、十分ではなかった。さらにこのセメントは2CaO・Al₂O₃・SiO₂を主成分とするので、不定形耐火物の耐食性及び耐火性が損なわれるという問題もある。急結剤には、リチウム化合物、アルミン酸塩、ケイ酸塩、及びカルシウムアルミネート類からなる群より選ばれた一種又は二種以上が使用されるが、上記急結剤は被覆面に吹き付けた不定形耐火物にダレが生じないように凝結させる作用を有するものであって、それ以外の作用については記載がない。

特開平10-95678号公報特開平10-118762号公報特開平11-92240号公報特開2000-16843号公報

従って本発明の目的は、クリンカー鉱物としてCaO・Al₂O₃を15質量％以上含有する高耐火性かつ高活性な汎用アルミナセメントを含有し、かつ水で混練すると長時間流動性を保持するプレミックス材を使用して養生強度の高い施工体が得られて、溶融金属容器の内張りに適用できる湿式吹付け施工方法を提供することである。

上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者等は、（a）クリンカー鉱物としてCaO・Al₂O₃を15質量％以上含有する高耐火性かつ高活性な汎用アルミナセメントを含有する耐火組成物に、アルミナセメントの水和反応を停止する物質（以下「水和停止剤」という）を混合することにより、水で混練しても必要期間常温で硬化しないプレミックス材が得られること、さらに(b) 前記プレミックス材を湿式吹付け施工する際に、急結剤として、施工時にダレ落ちや剥れを起こさない程度に十分な保形性を付与する働きと、アルミナセメントの水和停止機構を破壊して水和性を回復させる働きとを併せ持つ物質を使用することにより、高い養生強度を有する耐火性硬化体が得られることを発見し、本発明を完成した。

すなわち、本発明の湿式吹付け施工方法は、耐火性骨材と、耐火性微粉と、クリンカー鉱物としてCaO・Al₂O₃を15質量％以上含有するアルミナセメントとを含有する耐火組成物に、分散剤、及びアルミナセメントの水和停止剤を添加したものを予め水で混練し、得られたプレミックス材を圧送ポンプで吹付けノズルに輸送し、前記吹付けノズルで圧搾空気とともに急結剤を添加して吹き付けるもので、前記水和停止剤は水溶液の状態で酸性を呈する物質からなり、前記水和停止剤の添加量は前記プレミックス材のpHが2〜7となるように調整することを特徴とする。

本発明に使用する水和停止剤は、オキシカルボン酸及びその塩、ポリアクリル酸及びその誘導体、アクリル酸の塩、キレート剤、縮合リン酸塩、リン酸アルミニウム、リン酸及び硼酸からなる群から選ばれた少なくとも１種であるのが好ましい。

前記アルミナセメントの含有量は前記耐火組成物100質量％に対して0.1〜12質量％であるのが好ましく、前記分散剤の添加量は前記耐火組成物100質量％に対して外割で0.01〜１質量％であるのが好ましい。

本発明に使用する急結剤は、(a) アルミン酸アルカリ、アルミン酸カルシウム、珪酸アルカリ及び水酸化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも１種又はこれらにアルカリ金属塩を加えたものからなる第一の群、及び(b) カルシウム、マグネシウム及びアルミニウムの塩化物、硝酸塩及び硫酸塩の少なくとも１種にアルカリ金属塩を加えたものであるからなる第二の群から選ばれた少なくとも１種が好ましい。急結剤はpHが10以上の水溶液又はスラリーの状態で使用するのが好ましい。また急結剤の添加量は、前記プレミックス材100質量％に対して外割で0.05〜1.2質量％（固形分換算）であるのが好ましい。

本発明に使用するプレミックス材は、製造後の保存可能日数（プレミックス材が流し込み可能な流動性を有する日数）が５日以上であり、好ましくは７日以上である。従って、プレミックス材の製造から急結剤の添加まで５日以上、好ましくは７日以上空けられる。

本発明に使用するプレミックス材は、クリンカー鉱物としてCaO・Al₂O₃を15質量％以上含有する高耐火性かつ高活性な汎用アルミナセメントを含有する耐火組成物に、分散剤及びアルミナセメントの水和停止剤を添加したものに予め水を添加し混練してなるので、活性なアルミナセメントを含有するにも拘わらず長期間硬化せず十分な流動性を有する。そのため施工作業が中断しても、プレミックス材が圧送ポンプやホース内で硬化するトラブルの心配がなくて作業時間に余裕がとれるのみならず、硬化によるプレミックス材の廃棄がないので材料の無駄がない。その上、プレミックス材の製造は施工現場又はその付近に限られず、全国各地で可能である。

さらに本発明に使用する急結剤は施工体に保形性を付与する働きと停止していたアルミナセメントの水和性を回復する働きを併せ持つので、施工後施工体中のアルミナセメントの水和反応が速やかに開始し、早期に養生強度の高い施工体が得られる。そのため、溶融金属容器等に内張り施工体を形成した場合、溶融金属容器等の移動、輸送又は傾転時の衝撃によっても内張り施工体が脱落することがないという利点がある。この利点は、特に施工体が厚い場合に顕著である。

[1] プレミックス材
本発明に使用するプレミックス材は、耐火性骨材と、耐火性微粉と、クリンカー鉱物としてCaO・Al₂O₃を15質量％以上含有するアルミナセメントとを含有する耐火組成物に、分散剤及びアルミナセメントの水和停止剤を添加し、予め水で混練して流し込み可能な作業性に調整したものである。

(A) アルミナセメント
本発明に使用するアルミナセメントとしては、高耐火性、高耐食性、高養生強度並びに高温強度を有する溶融金属容器等の内張り施工体を得るために、クリンカー鉱物としてCaO・Al₂O₃を15質量％以上含有するものが好ましく、特にJIS１種、２種及び３種クラスのものが好ましい。

アルミナセメントの含有量は、耐火組成物（耐火性骨材＋耐火性微粉＋アルミナセメント）を100質量％として、0.1〜12質量％であるのが好ましい。アルミナセメントの含有量が0.1質量％未満では得られる施工体が十分な養生強度を有さず、また12質量％超ではプレミックス材の保存性が悪化し、耐蝕性が低下する。アルミナセメントのより好ましい含有量は0.3〜８質量％である。

表1に代表的なアルミナセメントのクリンカー鉱物の組成例を示す。

注： (1) CA：CaO・Al₂O₃
C₁₂A₇：12CaO・7Al₂O₃
C₂AS：2CaO・Al₂O₃・SiO₂

(B) 水和停止剤
水和停止剤は水溶液が酸性にしてアルミナセメントの水和反応を長期間に亘って停止するものでなければならない。このような水和停止剤として、オキシカルボン酸及びその塩、ポリアクリル酸及びその誘導体、アクリル酸の塩、キレート剤、縮合リン酸塩、リン酸、リン酸アルミニウム及び硼酸が好ましく、これらを単独で、又は２種以上併用して使用することができる。

オキシカルボン酸又はその塩の例としては、グリコール酸、乳酸、クエン酸、クエン酸２水素ナトリウム、酒石酸、リンゴ酸、マロン酸、グルコン酸、塩基性乳酸アルミニウム［市販品としては、例えば「タキセラムＧＭ」（32質量％のAl₂O₃、45.5質量％の乳酸及び4.8質量％のP₂O₅を含有、多木化学株式会社の商品名）］等が挙げられる。

ポリアクリル酸の誘導体はアクリル酸モノマーと他のモノマーとの共重合体であって、他のモノマーとしてはポリマーの水溶性に悪影響を与えないものを選択する。アクリル酸の塩としてはアクリル酸アルミニウム等が挙げられる。キレート剤の例としては、EDTA等が挙げられる。縮合リン酸塩の例としては、酸性ピロリン酸ナトリウム、ヘキサメタリン酸ナトリウム、酸性ヘキサメタリン酸ナトリウム、ウルトラポリリン酸ナトリウム等が挙げられる。

本発明に使用する水和停止剤のうち、縮合リン酸塩及びポリアクリル酸は分散剤としても使用されるものである。しかしながら、これらを分散剤として使用する場合、添加量は通常約0.05〜0.15質量％であり、このような少量ではプレミックス材のpHは２〜７とならない。例えばウルトラポリリン酸ナトリウムの場合、後述する実施例２に示すように、好ましい添加量は0.4質量％である。本発明者等は、少量の添加量で分散剤として使用されている縮合リン酸塩及びポリアクリル酸でも、プレミックス材のpHが２〜７になるように添加量を多くすると、アルミナセメントの水和反応が停止して、５日以上と長期間の保存が可能になるという予期せぬ効果が得られることを発見した。

従って、これらの酸性の水和停止剤の添加量は、水和停止剤の酸性度と耐火組成物中のアルミナセメント量に主として依存するが、プレミックス材のpHが２〜７となるように調整する必要がある。プレミックス材のpHが７超では水和停止効果が不十分でプレミックス材の保存性が低い。一方、プレミックス材のpHが２未満ではプレミックス材が擬凝結状態となりやすく、やはりその保存性が低い。この擬凝結現象はかなりの発熱が伴うことから、アルミナセメントと酸の直接的な化学反応が原因と思われる。プレミックス材のより好ましいpHは３〜６である。

酸性の水和停止剤によるアルミナセメントの水和停止機構は以下のように考えられる。アルミナセメントは水と接すると直ちに反応してCa²⁺及びAl³⁺イオンを溶出する。その結果水のpHは上昇し、あるpH段階からアルミナセメントの水和物が析出する。しかし酸性の水和停止剤が存在すると、Ca²⁺が補足されるとともに、弱酸性に維持された添加水がアルミナセメントの水和反応の進行を抑制する。それに加えてアルミナセメントの水和生成物のひとつである水酸化アルミニウムのゲル化を引き起こす。水酸化アルミニウムゲルはアルミナセメントの表面に沈積し、それを被覆する。生成する水酸化アルミニウムゲルは少量であると推測されるが、添加水が酸性に維持された状態ではアルミナセメント表面に安定的に存在する結果、アルミナセメントの水和反応は一旦停止状態になると推測される。もちろん、水和停止機構に関するこの推測は本発明を限定するものではない。

水和停止剤を含有する本発明のプレミックス材は、製造から少なくとも５日間は水和反応が停止しており、好ましくは７日以上水和反応が停止する。その結果、プレミックス材の保存可能日数（流し込み可能な流動性を有する日数）は５日以上であり、好ましくは７日以上である。そのため、工場で製造してから貯蔵、施工現場への搬送及び現場での施工までの間に十分な日数の余裕がある。

(C) 耐火性骨材及び耐火性微粉
耐火性骨材としては、電融アルミナ、焼結アルミナ、ボーキサイト、カイアナイト、アンダリュサイト、ムライト、シャモット、ロー石、珪石、アルミナ−マグネシアスピネル、マグネシア、ジルコン、ジルコニア、炭化珪素、黒鉛、ピッチ等からなる群から選ばれた少なくとも１種を使用でき、必要に応じて２種以上を併用することができる。耐火性微粉としては、アルミナ、非晶質シリカ、シリカ、チタニア、ムライト、ジルコニア、クロミア、炭化珪素、カーボン、粘土等の微粉からなる群から選ばれた少なくとも１種以上を使用することができる。耐火性微粉の平均粒径は70μｍ以下が好ましい。耐火性微粉の一部に10μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下の耐火性超微粉を使用すると、分散剤との併用において低水量で良好な流動性を有するプレミックス材が得られる。

(D) 分散剤
分散剤としては、ヘキサメタリン酸ナトリウム、酸性ヘキサメタリン酸ナトリウム、ウルトラポリリン酸ナトリウム等の縮合リン酸塩、β−ナフタレンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、メラミンスルホン酸塩ホルマリン縮合物、アルミノスルホン酸及びその塩、リグニンスルホン酸及びその塩、ポリアクリル酸及びその塩、及びポリカルボン酸及びその塩等が好ましく、これらを単独で又は２種以上を配合して使用することができる。

分散剤の添加量は、耐火組成物を100質量％として、0.01〜１質量％（外割）であるのが好ましい。分散剤の添加量が0.01質量％未満又は１質量％超では、耐火性微粉の良好な分散状態が得られにくい。なお分散剤の添加量は、上記範囲内において分散剤の種類に応じて適宜変えるのが好ましい。例えば縮合リン酸塩、及びポリアクリル酸及びその塩の場合、分散剤の添加量は約0.05〜0.15質量％であるのが好ましい。

(E) その他の成分
本発明に使用するプレミックス材は、保存性及び急結剤の作用を阻害しない範囲で外割り配合できるその他の成分を含有してもよい。例えば、施工体の強度向上のための無機又は金属の繊維、乾燥時の水蒸気爆裂防止のための有機繊維又は発泡剤、炭化ホウ素等の酸化防止剤等を含有しても良い。また本発明のプレミックス材は、その他に輸送時の骨材の分離又は水浮きを防止するためのセルロース誘導体、ガム、アルギン酸塩等の増粘剤等を含有しても良い。

(F) 混練水量
本発明に使用するプレミックス材は、水で混練して流し込み可能な作業性に調整したものであり、その際の混練水量が緻密な施工体を得るために重要な因子となる。流動性を損なわない範囲で混練水量を少なくし、均一に混練することにより施工体組織の緻密性を向上させることができる。混練水量は、使用する耐火性骨材及び耐火性微粉の比重及び気孔率、耐火組成物の粒度構成、その他の成分等により大きな影響を受けるが、耐火組成物の合計量100質量％に対して、好ましくは約4.5〜９質量％（外割）であり、より好ましくは５〜8.5質量％（外割）である。混練水量が4.5質量％未満では得られるプレミックス材の流動性が低く、また９質量％を超えると輸送時にプレミックス材中で水浮きや骨材の分離が生じる傾向がある他、吹付け時にはダレ落ちや剥れ、養生強度の発現が十分でないなどの現象が見られるようになる。

[2] 急結剤
本発明に使用する急結剤は、吹付けノズルでポンプ圧送可能な程度の流動性を有するプレミックス材に添加して、(イ) 吹付け施工体にダレ落ちや剥れを起こさない程度に十分な保形性を付与する働きと、(ロ) アルミナセメントの水和停止機構を破壊して停止していたアルミナセメントの水和性を回復させる働きを併せ持つ物質でなければならない。

(イ) の働きは急結剤とプレミックス材中の他の物質とのゲル化反応、あるいは急結剤の微粉に対する凝集作用等によってもたらされる場合が多く、これまでにも文献に記載がある。しかし、(ロ) の働きについては記載が見当たらない。(ロ) に関しては急結剤のアルカリ性が重要である。すなわち、急結剤を水溶液又はスラリー状にした場合、そのpHはアルカリ性、好ましくは10以上にする必要がある。

急結剤の(ロ) の作用機構は以下のように推察される。すなわち、急結剤中のアルカリ成分はプレミックス材の水分をアルカリ性に変え、アルカリ性水分はアルミナセメント表面を被覆する水酸化アルミニウムゲル皮膜を溶解する。その結果未反応の新たなアルミナセメント表面が出現し、アルミナセメントは再び水和反応を開始する。アルミナセメントの水和反応が進行すると、施工体の養生強度が増大する。

急結剤としては、一般的には(イ) の働きを有するものの中から、(ロ) のアルカリ性を有するものを選択する。中でも好ましい急結剤は、アルミン酸アルカリ、アルミン酸カルシウム、珪酸アルカリ及び水酸化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも１種又はこれらにアルカリ金属塩を加えたものからなる第一の群、及びカルシウム、マグネシウム及びアルミニウムの塩化物、硝酸塩及び硫酸塩の少なくとも１種にアルカリ金属塩を加えた混合物からなる第二の群から選ばれた少なくとも１種である。アルカリ金属塩としてはナトリウム、カリウム及びリチウムの水酸化物、炭酸塩等が使用できる。第一の群の各化合物（アルミン酸アルカリ、アルミン酸カルシウム、珪酸アルカリ及び水酸化カルシウム）はアルカリ金属塩と混合しないで使用可能であるが、第二の群の化合物（塩化物、硝酸塩及び硫酸塩）はアルカリ金属塩との混合物として使用しないと効果が出ない。もちろん第一の群の化合物にアルカリ金属塩を併用しても良い。また、実施例には開示していないその他の急結剤としてアルカリ性シリカゾルがある。アルカリ性シリカゾルは水和停止剤の酸性成分に作用してゲル化（凝結）する。

アルミン酸カルシウム（カルシウムアルミネート）としては、3CaO・Al₂O₃、12CaO・7Al₂O₃、CaO・Al₂O₃、3CaO・3Al₂O₃・CaF₂、11CaO・7Al₂O₃・CaF₂等が使用可能である。中でも12CaO・7Al₂O₃の組成であって、1400℃以上で熱処理したものを急冷した非晶質で、平均粒径10μm以下のものが好ましく、アルカリ金属塩と混合したものがより好ましい。さらにアルミン酸カルシウムとアルミン酸アルカリとの混合物でもよい。尚、アルミン酸カルシウムを急結剤に使用する場合は、吹付けノズルに吹き込む直前にスラリー状とするのが好ましい。

急結剤はpHが10以上の水溶液又はスラリーの状態で使用するのが好ましい。急結剤のpHが10未満であると、養生強度の増大が得られない。

急結剤の種類及び添加量は、プレミックス材中の水和停止剤の種類及び添加量やアルミナセメントの添加量に応じて決める必要がある。好ましい急結剤の添加量は、プレミックス材100質量％に対して外割で0.05〜1.2質量％（固形分換算）である。急結剤の添加量が0.05質量％未満では吹付け時のダレ落ちや剥れ、養生強度の発現が不十分といった現象が起り、また1.2質量％を超えると吹付け時のリバウンドロスの増加や施工体の多孔質化等の現象が見られる。

急結剤は粉末状でも使用できるが、施工体中の急結剤の分散がよくて、施工体組織がより均一になる点で水溶液やスラリー状が好ましい。

[3] 施工方法
本発明のプレミックス材の湿式吹付け施工方法は、施工時にプレミックス材を圧送ポンプにより吹付けノズルまで輸送し、吹付けノズルで圧搾空気とともに急結剤を添加して吹き付けることを特徴とする。本発明で使用する圧送ポンプは特に限定されないが、ピストン式又はスクイーズ式を使用するのが好ましい。圧送ポンプから吹付けノズルまでの輸送管は鉄管やフレキシブルタイプのホース等が使用できる。

本発明を以下の実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１
湿式吹付け施工に使用するプレミックス材を作製した。表２にプレミックス材の粉体組成物部分の配合を示す。表２中の粉体組成物Ａはアルミナセメント含有物、粉体組成物Ｎはアルミナセメント不含有物である。使用したアルミナセメントは、JIS１種相当（CaO・Al₂O₃が40質量％、12CaO・7Al₂O₃が10質量％、残部がアルミナからなる。粉末Ｘ線回折内部標準法により定量。）であった。これらの粉体組成物に各種の水和停止剤を添加した後、外割で水を6.5質量％添加し、万能ミキサで混練してプレミックス材を作製した。得られたプレミックス材のpH及び保存可能日数を表３に示す。

プレミックス材１〜３は、アルミナセメントを含有する粉体組成物Ａにそれぞれ水和停止剤として、塩基性乳酸アルミニウム（タキセラムＧＭ）＋ヘキサメタリン酸ナトリウム、ウルトラポリリン酸ナトリウム、及びクエン酸を添加して作製したものであるが、いずれもプレミックス材の製造当日のpHを２〜７の範囲に調整することが可能であった。プレミックス材４はアルミナセメントを含有しない粉体組成物Ｎを用いて作製したプレミックス材である。これらのプレミックス材はいずれも１週間を超える保存可能日数を有していた。

実施例２〜８、比較例１〜２
表３に示した配合割合のプレミックス材１〜４を工場でボルテックスミキサを使用して製造した。得られたプレミックス材は常温（約15〜25℃）で７日間保存した後、その中から各吹付け施工試験に各々約500 kgずつ使用した。スクイーズ式圧送機を使用し、長さ10 m、直径1.5インチのフレキシブルホースを通して前記プレミックス材を吹付けノズルまで輸送し、前記吹付けノズルにて圧搾空気とともに急結剤を添加して、垂直壁面に150〜200 mmの厚みで吹付け、得られた湿式吹付け施工体の状態を観察した。また施工体をそのまま養生し、施工体の強度変化を大起理化工業株式会社製の中山式土壌硬度計を用いて測定した。

湿式吹付け施工試験に用いた急結剤の種類、濃度及びpHを表４に、その試験結果を表５に、また湿式吹付け施工体の硬度測定結果を図１にそれぞれ示す。

注：(1) 非晶質、平均粒径5μm。

注：(2) 固形分換算。

実施例２はプレミックス材１に急結剤Ａを添加した例であり、実施例３はプレミックス材１に急結剤Cを添加した例であり、実施例４はプレミックス材２に急結剤Bを添加した例であり、実施例５はプレミックス材２に急結剤Cを添加した例であり、実施例６はプレミックス材２に急結剤Eを添加した例であり、実施例７はプレミックス材３に急結剤Aを添加した例であり、実施例8はプレミックス材２に急結剤Dを添加した例である。実施例２〜8ではいずれの施工体もダレ落ちや剥れがなく、良好な状態を示した。さらに吹付け直後から時間を経るにつれて施工体の養生強度は増大した。（図１）

比較例１はアルミナセメントを含有しないプレミックス材４に急結剤Cを添加した例である。その施工体は吹付け時のダレ落ちや剥れがなく、良好な状態を示したが、その強度は実施例３及び５と同じ急結剤Cを使用したにもかかわらず養生時間が経過しても吹付け直後のままほとんど変化が無く、増大傾向を示さなかった。比較例2はプレミックス材２に急結剤F（pHが10未満）を添加して湿式吹付けを行った例であるが、プレミックス材２がアルミナセメントを含有しているにもかかわらず施工体の養生強度は増大しなかった（図１）。

なお土壌硬度計で得られる硬度指数は、土壌硬度計を吹付け施工体の表面に押し当てるだけでよいため、強度測定を簡便に行うことができるが、その数値は一般的ではない。そこで、参考データとして硬度指数と養生曲げ強度（4 cmｘ4 cmｘ16 cmの試験片に対して３点曲げ試験により求めた）との関係を調べた結果を図２に示す。

実施例２〜8及び比較例１、２において得られた湿式吹付け施工体について、吹付け直後からの養生時間と硬度指数との関係を示すグラフである。土壌硬度計により測定した硬度指数と養生曲げ強度との関係を示すグラフである。

Claims

耐火性骨材と、耐火性微粉と、クリンカー鉱物としてCaO・Al₂O₃を15質量％以上含有するアルミナセメントとを含有する耐火組成物に、分散剤、及びアルミナセメントの水和停止剤を添加したものを予め水で混練し、得られたプレミックス材を圧送ポンプで吹付けノズルに輸送し、前記吹付けノズルで圧搾空気とともに急結剤を添加して吹き付ける湿式吹付け施工方法であって、前記水和停止剤は水溶液の状態で酸性を呈する物質からなり、前記水和停止剤の添加量は前記プレミックス材のpHが2〜7となるように調整することを特徴とする湿式吹付け施工方法。
請求項１に記載のプレミックス材の湿式吹付け施工方法において、前記水和停止剤はオキシカルボン酸及びその塩、ポリアクリル酸及びその誘導体、アクリル酸の塩、キレート剤、縮合リン酸塩、リン酸、リン酸アルミニウム及び硼酸からなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とするプレミックス材の湿式吹付け施工方法。
請求項１又は２に記載のプレミックス材の湿式吹付け施工方法において、前記アルミナセメントの含有量は前記耐火組成物100質量％に対して0.1〜12質量％であり、前記分散剤の添加量は前記耐火組成物100質量％に対して外割で0.01〜１質量％であることを特徴とするプレミックス材の湿式吹付け施工方法。
請求項１〜３のいずれかに記載のプレミックス材の湿式吹付け施工方法において、前記急結剤は、(a) アルミン酸アルカリ、アルミン酸カルシウム、珪酸アルカリ及び水酸化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも１種又はこれらにアルカリ金属塩を加えたものからなる第一の群、及び(b) カルシウム、マグネシウム及びアルミニウムの塩化物、硝酸塩及び硫酸塩の少なくとも１種にアルカリ金属塩を加えたものからなる第二の群から選ばれた少なくとも１種であり、pHが10以上の水溶液又はスラリーの状態で使用し、かつ前記急結剤の添加量は前記プレミックス材100質量％に対して外割で0.05〜1.2質量％（固形分換算）であることを特徴とするプレミックス材の湿式吹付け施工方法。