JP2006326535A - 静的破砕用スティックパック及び静的破砕用スティックの吸水方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
膨張性破砕材を透水性のある袋体内に収容した静的破砕用スティックが吸水に要する時間を短縮し、作業性が高く、効果的に破砕力を発現させることのできると共に、大掛かりな装置を必要としない静的破砕用スティックパック及び静的破砕用スティックの吸水方法を提供すること。
【解決手段】
膨張性破砕材を透水性のある袋体内に収容した静的破砕用スティック３０と、該静的破砕用スティックを真空包装する包装体３１とを有することを特徴とする静的破砕用スティックパックである。また、膨張性破砕材を透水性のある袋体内に収容した静的破砕用スティックに水を吸収させるための静的破砕用スティックの吸水方法において、該静的破砕用スティックを真空包装する包装体３１内に収容し、水中３４で該包装体を開封することを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、静的破砕用スティックパック及び静的破砕用スティックの吸水方法に関し、特に、膨張性破砕材を透水性のある袋体内に収容した静的破砕用スティックに水を吸収させるための静的破砕用スティックパック及び静的破砕用スティックの吸水方法に関する。

従来、塩害や長期使用による老朽化による補修または改修が必要な道路や橋梁等のコンクリート面を破砕して補修する方法として、ピックハンマやブレーカ等を用いる方法やウォータージェット工法等の、機械的に衝撃振動を加えコンクリート面を破砕する方法が採用されている。前記破砕方法は振動を伴う作業であり、コンクリート等の粉塵が発生し作業環境が悪化する等の問題があり、更に、橋梁等の構造物の下方面あるいは垂直面の破砕作業は、非常な労力を必要としている。またウォータージェットによるはつり作業は装置が大規模なものとなり、後片付けに手間がかかる上、コストが高い。特に、水中におけるコンクリート構造物の破砕には、作業面で大変な手間がかかっている。
また、これらの方法は機械的な衝撃振動が発生するため、コンクリート補修の必要部分のみではなく不必要部分の内部に亀裂が生じる可能性や、鉄筋等の補強部材に損傷を与える可能性があるという問題があった。

これに対し、セメント等の膨張材を破砕材として用いてコンクリート等の構造体を静的に破砕する方法が、提案されている。これは、破砕対象物に穿孔を設け、別途、膨張性破砕材と水とを混練し、得られた混練物を穿孔内に充填し、該破砕材の水和反応により破砕材が膨張し、該対象物を破砕するものである。
このように膨張性破砕材と水とをミキサーで混練する場合には、破砕材の粉体の粒度のバラツキ、風化、嵩比重等の影響は無視でき、均一なスラリーを作ることができるが、上向きや横向きの穿孔には使用できず、混練から穿孔への充填に係る作業が煩雑な上、各穿孔毎に混練から充填までの作業時間が異なり、膨張圧の発現性が異なるという欠点を有する。

このため、特許文献１のように、膨張性破砕材を紙袋などの容器に収容し、使用前に該容器内に水を吸収させ、穿孔内に該容器を充填する方法が提案されている。
袋入り膨張性破砕材を水に浸漬させる場合では、粉体の粒度のバラツキ、風化、袋内の嵩比重により、袋内部への浸水状態が大きく変化し、破砕能力の発揮にも影響する。また、破砕能力を高くするには、膨張性破砕材の充填率を上げる必要があり、このため、適用範囲内の細かめの粒度を持ち、嵩比重を高く設定することが行なわれている。これにより、袋内は、空気が少なく粉体が詰まっている状態となり、より一層、内部まで水が浸透しにくい状態となる。結果として、袋中心部の粉体はドライな状態又は水分が不足した状態であるため、破砕力が低下し、破砕不良の原因ともなっていた。
特開昭５７−７４４７４号公報

他方、特許文献２のように、破砕対象物に充填された破砕材の吹き出し防止や、破砕材の膨張圧力を有効に利用するため、破砕対象物に設けられた穿孔内において、破砕材を天板と底板とからなる２つの板状体の間に保持する構成も提案されている。
特開昭６１−３６４６３号公報

また、本発明者らは、膨張性破砕材を使用した静的破砕工法をより効果的に行うためには、破砕対象物の表面付近に膨張性破砕材を重点的に充填することが効果的であることを見出し、以下の特許文献３，４において、そのための静的破砕用補助具を提案した。
この補助具は、穿孔内に配置される底板と、該底板より面積が大きくかつ穿孔外に配置される天板と、両者を連結する連結手段とを有することを特徴とする。しかも、袋体内に収容された膨張性破砕材（以下、「静的破砕用スティック」という）と静的破砕用補助具とを一体化しているため、静的破砕用スティックの操作性を改善すると共に、天板と底板とを近接可能とすることにより、破砕対象物の表面付近における膨張性破砕材の充填率をより高めることが可能となるものである。
特願２００４−２９２８５９号（出願日：平成１６年１０月５日） 特願２００５−９２９９０号（出願日：平成１７年３月２８日）

このような静的破砕用補助具が付いた静的破砕用スティックでは、上述したように袋内部に水が浸入し難く、特に、静的破砕用スティックの中心部に水が浸入し難くなる。
このため、静的破砕用スティックを水中に浸漬させる時間が長くなり、作業性が低下することとなっていた。また、スティックの表面側と内部側とでは膨張性破砕材の水和反応の開始時間が異なるため、穿孔内への充填作業のタイミングが調整し難く、袋内の膨張性破砕材の嵩比重を高くし過ぎると、表面側の破砕材の膨張により充填作業が完了する前に袋が破損するなど不具合も懸念されていた。

さらに、本発明者らは、静的破砕用スティックの吸水性を高めるため、以下の特許文献５に示すように、静的破砕用スティックを水中に入れ、周囲環境を減圧状態とする吸水方法を提案した。このような吸水方法は、静的破砕用スティックの吸水性を高める上では効果的であるが、真空容器及び減圧装置を必要とし、装置全体が大掛かりなものとなる欠点を有している。
特願２００５−９２９８９号（出願日：平成１７年３月２８日）

本発明の目的は、上記問題を解決し、膨張性破砕材を透水性のある袋体内に収容した静的破砕用スティックが吸水に要する時間を短縮し、作業性が高く、効果的に破砕力を発現させることのできると共に、大掛かりな装置を必要としない静的破砕用スティックパック及び静的破砕用スティックの吸水方法を提供することである。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、膨張性破砕材を透水性のある袋体内に収容した静的破砕用スティックと、該静的破砕用スティックを真空包装する包装体とを有することを特徴とする静的破砕用スティックパックである。
なお、本発明における「静的破砕用スティック」とは、膨張性破砕材のみを透水性のある袋体内に収容したものだけに限られるものでは無く、静的破砕用補助具を該袋体に一体的に組み込んだものも含むものである。

請求項２に係る発明では、請求項１に記載の静的破砕用スティックパックにおいて、該袋体は不織布で形成されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、請求項１又は２に記載の静的破砕用スティックパックにおいて、該静的破砕用スティックには、天板及び底板と、両者を連結する連結手段とを有する静的破砕用補助具が、一体的に組み込まれていることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、膨張性破砕材を透水性のある袋体内に収容した静的破砕用スティックに水を吸収させるための静的破砕用スティックの吸水方法において、該静的破砕用スティックを真空包装する包装体内に収容し、水中で該包装体を開封することを特徴とする。

請求項１に係る発明により、静的破砕用スティックを真空包装しているため、水中で開封した際には、静的破砕用スティック内部に速やかに水を浸透させることが可能となり、吸水に掛る時間を大幅に短縮することが可能となる。また、吸水時間を短縮したことで、静的破砕工法に係る作業を円滑に行うことができ、作業性が高くなる。また、吸水時間が短いため、スティックの表面側も内部側もほぼ同時に水和反応が開始され、穿孔内への充填のタイミングも容易に調整することが可能となる。
さらに、静的破砕用スティックを真空包装しているため、静的破砕用スティックの表面や内部に空気中等の水分が浸透するのを防止でき、保存の長期化や安定化を図ることが可能となる。

請求項２に係る発明により、静的破砕用スティックの袋体は不織布で形成されている。不織布のように、長時間の浸漬や膨張性破砕材の膨張圧に対する脆弱性が大きい材料で袋体を形成した場合でも、本発明により吸水時間を短縮することができることから、静的破砕用スティックとして好適に使用することが可能となる。

請求項３に係る発明により、静的破砕用スティックには、天板及び底板と、両者を連結する連結手段とを有する静的破砕用補助具が、一体的に組み込まれている。静的破砕用補助具により、穿孔内への充填時に膨張性破砕材の充填密度をより高くする場合でも、本発明により静的破砕用スティックの内部まで短時間で吸水させることが可能となるため、このような静的破砕用補助具を備えた静的破砕用スティックの利便性を高め、期待される破砕力を発現させることが可能となる。

請求項４に係る発明により、静的破砕用スティックを真空包装する包装体内に収容し、水中で該包装体を開封することで、該スティック内部に速やかに水を浸透させることが可能となり、吸水に掛る時間を大幅に短縮することが可能となる。

本発明に係る静的破砕用スティックパック及び静的破砕用スティックの吸水方法について、以下の好適例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明の静的破砕用スティックパックは、膨張性破砕材を透水性のある袋体内に収容した静的破砕用スティックと、該静的破砕用スティックを真空包装する包装体とを有することを特徴とする。

本発明が適用される静的破砕用スティックは、特許文献１のように、膨張性破砕材を、不織布や繊維状のネットなどのように透水性のある袋体に収容し、カプセル状に小分けしたものであっても良いが、特許文献２，３又は４に示したように、静的破砕用補助具を具備したものに、より好適に本発明を適用することができる。

図１は、本発明が適用される静的破砕用補助具を備えた静的破砕用スティックの概略図である。
具体的には、不織布などの袋体２５内に、連結手段である連結用具２３を取り付けた底板３を挿入し、該袋体を静的破砕材で満たす。袋体２５の開口は、ヒートシールなど適切な締結手段により閉塞し、袋体２５から突出する連結用具２３には、天板２０、固定手段２６及び連結用具を引っ張るための牽引手段２４が取り付けられる。

また、図１に示した以外に、カプセル状の膨張性破砕材に対し、連結用具を貫通装着することも可能であるが、この場合には、袋体の連結用具が貫通した箇所には、開口が形成され、該開口から中の膨張性破砕材が洩れる危険性も高くなるため、図１に示すように、袋体内に、底板３等を収容することが好ましい。

次に、補助具を取り付けた静的破砕用スティックの使用方法について説明する。
図１に示した補助具を取り付けた静的破砕用スティック全体を、水に浸漬し、袋体２５の内部に充填された膨張性破砕材に水分を含ませる。そして、図２に示すように、破砕対象物に形成した穿孔１の内部に設置される。

穿孔深さＨは、静的破砕用補助具の天板２０から底板３（袋体の底面であっても良い）までの長さ（スティック長）ｈより深く開ける。
次に、静的破砕用補助具は、穿孔１に装填後（図２（ａ）参照）、連結用具２３を引っ張り、底板３を天板２０に対して引き寄せ、両者間に配置される膨張性破砕材２の充填密度を高めるよう調整する（図２（ｂ）参照）。この充填作業により、破砕材の膨張圧力の発生を早め、さらに、穿孔方向と垂直な方向（図の横方向）により高い膨張圧力を効果的に発生させることが可能となる。

膨張性破砕材を収容する袋体と一体化された静的破砕用補助具は、図２（ａ）に示すように、破砕対象物の穿孔１に挿入されるが、この際に、底板３及び連結用具の一部並びに膨張性破砕材２を収容する袋体の外径ｄを、穿孔１の内径Ｄより小さくすることにより、静的破砕用補助具を円滑に穿孔１内に挿入することが可能となる。その後、連結用具２３を操作し、底板３を天板２０に近接させることにより、袋体全体が図の上下方向に圧縮され、これに伴い袋体に収容された膨張性破砕材２は横方向にも広がり、結果として、図２（ｂ）に示すように、穿孔内部を破砕材２で充填することが可能となる。

次に、以上のように穿孔内に充填された静的破砕用補助具の破砕の原理について、図３により説明する。
破砕対象物に設けられた穿孔１に対し、穿孔１の下面７から離れた位置に底板３が配置されている。連結用具２３の上部には、天板２０が固定手段２１により連結され、天板２０と底板３との間には、膨張性破砕材が穿孔内部に充填されている。

図３のように、天板は、底板の面積より大きく、好ましくは、穿孔１の口部の面積より大きな面積を有するよう構成すると共に、該天板２０を穿孔１外に配置することで、穿孔１の欠け部６が発生している穿孔口部付近にも、十分な膨張性破砕材を充填配置できる。そして、破砕材の膨張圧力は、天板２０により、上方圧力が抑えられ、穿孔口の周辺に対して、従来のものより格段に強い破砕力を発生させることが可能となる。参考までに、穿孔方向に対して垂直な方向の圧力分布２２を、図３に模式的示す。

図３のように、本発明では、底板の面積より天板の面積が大きくなるため、破砕材の膨張で底板に加わる下方の力より、天板に加わる上方の力が大きくなり、天板が浮き上がることが懸念されるが、実際には、破砕材の横方向の膨張により、破砕材と穿孔１の内壁面との摩擦力が増加するため、天板の浮き上がりは、殆ど無いことが確認されている。

このように、穿孔の口部付近にも破砕材の膨張圧力を効果的に付与することで、破砕対象物の表面側へのクラック発生を加速することができ、結果として破砕スピードを上げることができる。
しかも、図３に示すように穿孔下面７の付近には隙間が形成されるため、穿孔下面７には全く膨張圧が掛らない。

次に、静的破砕用スティックを真空包装した静的破砕用スティックパック並びに静的破砕用スティックの吸水方法について説明する。
図４（ａ）に示すように、静的破砕用スティック３０を包装体３１に入れ、包装体内を真空に脱気し、熱シール３２を施し、図４（ｂ）のように静的破砕用スティックを真空包装する。

静的破砕用スティック３０には、膨張性破砕材を不織布などの透水性のある袋体に収容したものに限らず、図１に示すように静的破砕用補助具を具備したものも使用することが可能である。
また、包装体には、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリプロピレンなどのガスバリヤー性のある樹脂フィルムの内面に、ポリエチレンなどの熱接着性のある樹脂層が形成されている。

図４（ｂ）に示す静的破砕用スティックパックを利用して、静的破砕用スティックに吸水させる方法としては、図４（ｃ）のように、該パックを容器３３内の水３４中に沈め、鋏３５などの切断手段により該パックを開封する。
水中で静的破砕用スティックパックの包装体を開封することにより、図４（ｄ）の水３４が矢印３６のように、包装体内に急速に侵入し、静的破砕用スティック内にも水が浸入する。

特に、静的破砕用スティックは、真空包装されているため、スティック内部の空気も脱気されている状態にある。このため、スティック内で空気と水を置換する必要がなく、スティック内への吸水を極めて効率よく行うことが可能となる。

また、静的破砕用スティックを真空包装することにより、スティック自体を外気の水分から遮断することが可能となり、保存中にスティック内の膨張性破砕材が水分と反応することを防止でき、長期に渡り安定的に保存することも可能となる。

静的破砕用スティックパックには、種々の技術を適用することが可能である。例えば、通常、包装体内は真空状態であり、包装体外には水圧が加わっている状態においては、水中で、包装体の切断部を開く作業が難しくなる。これを改善するため、図５に示すように、包装体３１内に静的破砕用スティックと共にストローなどのパイプ状手段４０を併せて真空包装し、水中で該パックを該パイプ状手段を含むように包装体３１を切断することで、静的破砕用スティックの近傍に繋がる水の流入路を形成することも可能である。図５（ｂ）は図５（ａ）の一点鎖線Ａにおける断面図の概略を示す。

また、図６に示すように、静的破砕用スティックの近傍に切除位置を明示する切り取り線４１又は４２を形成することも可能である。該切り取り線に沿って包装体を切断することで、立体形状を有する静的破砕用スティックの近傍に包装体の開口が形成されるため、極めて容易に包装体の切断部を開くことが可能となる。

従来のように真空包装しない場合と、本発明を適用して真空包装した場合とにおいて、静的破砕用スティック（Ｓマイトカプセル，住友大阪セメント社製）の吸水状態を調べたところ、カプセル内部にまで水が浸入する時間は、真空包装しない場合ではスティックの大きさにより３〜２０分であり、真空包装した場合では１分以内、最短で１５秒であった。
また、真空包装したものは、従来のものに比較し吸水量が約１０％向上しているこことが分かった。
これらのことからも、真空包装し、水中で真空包装を開封する方法が、静的破砕用スティックの吸水方法として有効であることが確認された。

以上の説明のように、本発明によれば、膨張性破砕材を透水性のある袋体内に収容した静的破砕用スティックが吸水に要する時間を短縮し、作業性が高く、効果的に破砕力を発現させることのできると共に、大掛かりな装置を必要としない静的破砕用スティックパック及び静的破砕用スティックの吸水方法を提供することが可能となる。

静的破砕用補助具を備えた静的破砕用スティックの概略を示す図である。 静的破砕用補助具を備えた静的破砕用スティックの使用方法を説明する図である。 図２（ｂ）の静的破砕用スティックによる内部圧力状態を示す模式図である。 本発明に係る静的破砕用スティックパック並びに静的破砕用スティックの吸水方法の概略を示す図である。 本発明に係る静的破砕用スティックパックの応用例を示す図である。 本発明に係る静的破砕用スティックパックの他の応用例を示す図である。

符号の説明

１ 破砕対象物に形成された穿孔
２ 膨張性破砕材
３ 底板
２０ 天板
２１，２６ 固定手段
２２ 圧力分布
２３ 連結用具
２４ 牽引手段
２５ 袋体
３１ 包装体
３２ 熱シール
３３ 容器
３４ 水
３５ 切断手段
４０ パイプ状手段
４１，４２ 切り取り線
１００ 真空デシケーター
１０１ 浸漬用容器
１０３ 減圧装置
１０４ 静的破砕用スティック

Claims (4)

1. 膨張性破砕材を透水性のある袋体内に収容した静的破砕用スティックと、該静的破砕用スティックを真空包装する包装体とを有することを特徴とする静的破砕用スティックパック。
2. 請求項１に記載の静的破砕用スティックパックにおいて、該袋体は不織布で形成されていることを特徴とする静的破砕用スティックパック。
3. 請求項１又は２に記載の静的破砕用スティックパックにおいて、該静的破砕用スティックには、天板及び底板と、両者を連結する連結手段とを有する静的破砕用補助具が、一体的に組み込まれていることを特徴とする静的破砕用スティックパック。
4. 膨張性破砕材を透水性のある袋体内に収容した静的破砕用スティックに水を吸収させるための吸水方法において、
   該静的破砕用スティックを真空包装する包装体内に収容し、水中で該包装体を開封することを特徴とする静的破砕用スティックの吸水方法。
   

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