JP2007516871A - スプレー装置によって噴出コンクリートを処理するための方法、ならびにスプレー装置 - Google Patents

Abstract

スプレー装置(１)を用いて噴出コンクリートを処理するための方法が開示される。この方法によれば、噴出コンクリートがスプレーノズル(６)から放出される前に、添加物(１２)を、この噴出コンクリートに供給することができる。一定の固形分を含む、少なくとも１種の添加物(１２)が、混合機構内で水と混合され、そしてそれは、噴出コンクリートがスプレーノズル(６)から放出される前に、この混合機構によって噴出コンクリートに供給される。

Description

本発明は、最初の請求項のプリアンブルに記載された、スプレー装置による噴出コンクリートを処理する方法に関する。同様に本発明は、装置に関する独立請求項のプリアンブルに記載のスプレー装置に関する。

コンクリート噴出式コンクリート処理およびこの目的のために使用されるスプレー装置、たとえばSika(登録商標) Aliva(登録商標)スプレー装置が広く知られている。本質的には、乾式スプレー処理であるか、湿式スプレー処理であるかによって区別がなされる。

湿式スプレー処理においては、水硬性バインダー、たとえばセメント、石灰あるいは石膏プラスター、適当な骨材、たとえば砂利および砂、必要ならばコンクリート添加物が、スプレー前に水と混ぜ合わせられる。

スプレーされる湿潤コンクリートは、その後、スプレーノズルまで液圧によって濃密流動法で、あるいは空気圧によって希薄流動法で運ばれる。濃密流動法においては、濃密な流れは、高い空気圧によってスプレーノズルの直前で崩され、そしてもし必要ならば、空気流を用いて硬化促進剤が供給される。希薄流動法においては、硬化促進剤は同様に空気によって、スプレーされるコンクリートに、スプレーノズルの直前で供給される。

乾式スプレー処理においては、水硬性バインダー、骨材、そして必要ならばコンクリート添加物を具備してなる、スプレーされる乾燥コンクリートが、コンクリートスプレー装置に供給される。この場合、それは、希薄流動法で空気圧によって運ばれる。硬化促進剤が混合させられた水が、スプレーノズルの直前で供給される。

スプレーノズルの領域で加えられるコンクリート添加物、特に硬化促進剤は、常に液体の状態で供給される。この液状添加物、特に凝結促進剤は、通常、スプレー機構あるいはスプレー装置へとコンテナで運ばれる。だが、こうした液状添加物に付随する問題は貯蔵安定性(これはたいてい不十分なものである)であり、この結果として、添加物は長期間の貯蔵中に使いものにならなくなってしまうことがある。さらに、こうした液状コンクリート添加物は比較的大きな体積を占めるが、これが、スプレー装置への供給が輸送および供給の問題を提起し得る理由である。

安定性の問題を克服するために、添加物、特に凝結促進剤は、こうした理由から、パウダー状の形態で構築現場まで輸送され、現場で水に溶かされている。こうして得られた液状凝結促進剤は構築現場からスプレー機構まで輸送され、そして噴出コンクリートのスプレーのために既に液状の凝結促進剤と同様に使用されている。だが、これはさらなるステップを必要とし、しかも粉末状急結剤の処理は作業員に厳しい要求を課し、そして深刻な粉塵汚染を引き起こす。粉末状添加物の溶解後、同様にして得られた液状急結剤はかなり速やかに処理しなければならない。なぜならば、安定性の問題がここでも生じ得るからである。

スプレー装置による噴出コンクリートの処理方法および冒頭で言及したタイプのスプレー装置に関して、コンクリートのスプレー時に、添加物を、簡単にかつ安定性の問題を伴わずに処理可能とすることが本発明の目的である。

本発明によれば、この目的は、最初の請求項の特徴によって達成される。

本発明の重要な態様は、それゆえ、固形分を有する少なくとも１種類の添加物を、混合機構内で水と混ぜ合わせ、そしてそれを、スプレーされるコンクリートがスプレーノズルを出る前に、このスプレーされるコンクリート中に混合機構から供給することである。

本発明の利点は、とりわけ、次のようなものである。すなわち、本発明によるコンクリートスプレー処理においては、特定の固形分を有し、特に粉末状であるコンクリート添加物あるいは添加物群は、直接、スプレー装置に供給され、しかも個々の場合において、添加物が必要な量だけ、適切な量の水と、そこで直接混ぜ合わせられる。この方法によれば輸送すべき重量が小さなものとなるので輸送コストが抑えられ、しかも溶解添加物の貯蔵安定性はもはや重要ではなくなる。安定性の要求が低下することにより、使用される添加物を化学的に改善できる。なぜなら、液体状態での成分の安定性は、いまや極めて些細な役割しか果たさないからである。

さらに、スプレーされるコンクリートに供給される液状添加物混合物中の添加物の量は、極めて簡単に調整でき、したがってスプレーされた噴出コンクリートの特性を特定の要求に適合させることが可能となる。さらに、得られた液状添加物混合物は、従来の液状添加物よりも、より高い濃度の有効成分を有するものであり、この結果、生成されたコンクリートの特性を改良できる。

同様に、これまでその安定性低減作用のために使用できなかった添加物を、本方法によって、スプレーされるコンクリート中に導入可能である、ということも有益である。混合機構内で液状添加物混合物の粘度を調整可能であるので、添加物が噴出コンクリート中に可能な限り完全に分配されるよう、粘度を調整することができる。

本発明のさらに有利な実施形態は、従属請求項に開示されている。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。各図において同一の構成要素には同じ参照数字を付与した。媒体の流動方向は矢印で示す。

図には、本発明の直接的理解に必須の要素のみを示している。

図１には、スプレー装置１を、概略的にかつ著しく簡素化した形態で示す。この装置は、水および圧搾空気供給ライン２、ワゴンを備えた車輪３、スプレーされるコンクリートの導入のための供給ホッパー４、ホース５、およびこのホースに接続されたスプレーノズル６を具備してなる。ホース５はまたチューブから構成できるが、噴出コンクリートを利用できるよう、少なくともスプレーノズルの領域ではフレキシブルでなければならない。加えて、スプレー装置１はさらなるライン７を備え、これはスプレーノズル６の領域でホース内に開口している。湿式スプレー処理では、添加物の混じった空気がライン７を経て導入され、乾式スプレー処理では、添加物の混じった水がライン７を経て導入される。

スプレー装置１はさらに添加物用の混合機構８を備え、このものは装置１に直接一体化でき、あるいは図示していないラインを用いて装置１に接続できる。

図２には、混合機構８およびスプレー装置１の関連部分を概略的に示す。混合機構は、主としてリザーバ１０、水供給ライン９およびミキサー１１を具備してなる。コンクリート添加物１２、有利なことを言えば急結剤は、リザーバ１０内にパウダー状あるいは粒状形態で供給される。そうした添加物、たとえば硬化急結剤、腐食防止剤、流動化剤などは一般に公知である。急結剤は、コンクリートの吹付けには特に重要である。それは、Sika(登録商標)によって、たとえばSigunit(登録商標)の名称で販売されている。

コンテナ１０は有利なことには気密閉塞式蓋を備え、これによって周囲の湿気が添加物１２に達しないようになっている。計量器１３、たとえばスライダー、あるいは計量スクリュー、スターフィーダーその他は、ミキサー１１内に投入される粉末状添加物１２を計量する役割を果たす。粉末状添加物１２を収容したコンテナ１が重量測定器１４の上に配置される場合、計量はスライダーの使用で足りる。計量スクリューを計量器として使用する場合、重量測定器１４は不要である。

水は計量バルブ１５によって水供給ライン９を経て計量され、ミキサー１１に入る。水はまた、図示していないコンテナ内に一時的蓄えて、そこで特定の処理温度まで高めることができる。たとえば、インペラミキサー、ディスペンサーあるいはローター‐ステーターミキサーが、ミキサー１１内で水と粉末状添加物を混合するために使用される。これによって生じる液状添加物混合物は、溶液、ディスパージョン、あるいは溶液およびディスパージョンの組み合わせとすることができる。これは、個々の場合において、使用される添加物の溶解度に依存する。比較的不溶解性の添加物を具備してなるディスパージョンは有利なことには一定の安定性を有するべきであり、この結果、スプレー処理が中断された場合でも、それが沈殿することはない。完全な溶液は必ずしも必須ではない。なぜなら、水になかなか溶けない添加物もまた、噴出コンクリート中で良好な状態となり得るからである。

いかなる量の添加物でも、原則として、ミキサー内の水に加えることができる。水の中の粉末状添加物１２の比率は、通常、５ないし９５重量％であり、好ましくは４０ないし８０重量％であり、特に好ましくは４０ないし６０重量％である。

こうして得られた液状添加物混合物は、ミキサー１１内に配置された混合具によって、このミキサー１１から循環ライン１６を経て圧送され、そしてミキサー１１に再び戻ることが可能であるが、これは混合状態を改善する。ポンプを循環ライン中に配置することも可能であり、この結果、ミキサー内の混合具を利用する必要はもはやなくなる。図示していない一つ以上の加熱器を、水供給ライン９に、図示していない一時的水貯蔵手段に、ミキサー１１に、および／またはライン１６に任意選択で配置でき、これによって、液状添加物混合物あるいは供給される水を比較的高い温度に、特に４０℃以上の温度まで加熱できる。これによってパウダーの溶解性が改善され、しかも液状添加物混合物の粘度が変化する。

液状添加物混合物は続いて供給ライン１７によって供給されるが、これは、ミキサー１１または循環ライン１６からライン７へと直接分岐し、このライン７は、スプレー処理に依存して、水または空気をスプレーノズルへと輸送する。供給ライン１７はこの目的のために計量バルブあるいは計量ポンプ１８を備えることができ、これを用いて、スプレーされるコンクリートに加えられる液状添加物混合物の量を調整できる。コンクリート中の水硬性バインダーを１００重量％として、約２ないし１５重量％の液状添加物混合物が、スプレーされるコンクリートに加えられる。液状添加物混合物の添加は、こうして、スプレーされるコンクリートの処理量およびその中に存在する水硬性バインダーの比率によって制御される。

混合機構は図示していない制御システムによって運転される。水、粉末状添加物１２および導入される水硬性バインダーのそれぞれの量の決定は、別個の測定機器／メーターによって、あるいは計量器１３、重量測定器１４、計量バルブ１５、計量バルブ１８によって直接的に、あるいはコンクリートまたは供給される水硬性バインダーの量によって行うことができる。

たとえば、所望の混合比は、ミキサー１１に供給される添加物１２および水の量によって調整できる。特定量の液状添加物混合物が計量バルブ１８によってミキサーから抽出される場合、この抽出される量は、計量バルブ１８の開放時間による調整によって、あるいは図示していない測定機器によって特定可能である。抽出された量をミキサー内に戻すために、必要な量の添加物１２および水が、計量器１３および計量バルブ１５を介してミキサー１１内に供給される。ミキサー１１の貯蔵容積はまた、添加物を使い切ってしまった場合にはコンテナ１０を再充填するための、あるいは水供給ラインを通る水流が途絶えた場合にはそれを復旧するための時間を作業員に与える。

本方法はまた、上記限界値内で、水中の粉末状添加物１２の含有量を、いかなる所望の値にでも調整できる。ゆえに、水硬性バインダーの含有量の、すなわちスプレーされるコンクリートの変化に迅速に対応することができる。

本発明によるこの方法では、大量の液状添加物混合物を事前に準備する必要がなく、ミキサー１１の容積は、通常、１ないし８０リットルの範囲内にある。量が少なく、しかも個々の場合において必要量の添加物のみが液化されるという事実によって、本方法では、液状添加物の安定性に関する問題は生じない。さらに、粉末状添加物の体積は、液状添加物が使用される場合より小さく、半分程度であり、この結果、輸送コストが低減され、環境汚染が軽減され、そしてスプレー装置の寸法を小さなものとすることができる。

図３においては、図２のミキサー１１および循環ライン１６は、常設ミキサー１９、たとえばエクストルーダで置き換えられている。こうしたエクストルーダは、少なくとも一つの混合および輸送スクリューを有する。常設ミキサーとして、たとえば、本質的に水平な中空シリンダー内に配置された混合要素を備えた混合ロッドのみを使用することも可能である。常設ミキサー内で、計量器１３を経て導入された添加物と、水供給ライン９を経て導入された水が混ぜ合わせられ、溶液および／またはディスパージョンが、上で説明したのと同様に形成される。

ここで、計量ポンプ１８は必須のものではない。なぜなら、エクストルーダ１９は液状添加物混合物の輸送および計量を引き受けるからである。極めて良好な混合がエクストルーダ１９によってなされるので、循環ラインは不要である。エクストルーダ１９は、パウダーの溶解性を改善すると共に、液状添加物混合物の粘性に影響を与えるために加熱できる。

もちろん、本発明は図示し説明した実施例に限定されるものではない。ミキサーまたはエクストルーダは、同様のあるいは類似の機能を有するコンポーネントで置き換えることができる。

ゲル化添加物あるいは湿潤パウダーを粉末状添加物の代わりに使用することも可能である。これは混合機構内において水との適切な混合物となる。だが、ここでは安定性の問題に注意を払わねばならないかもしれない。本発明のために使用される添加物は、少なくとも１％の、好ましくは１０％以上の、特に好ましくは５０％以上の、とりわけ８０％以上の一定の固形分を含むべきである。

さらに、複数基の混合機構を使用することで、元来親和性のない添加物あるいは上述したような僅かに湿潤なまたは液状の添加物、特に安定性の問題を抱えていないもの、そして粉末状添加物を、さまざまな混合機構内で別個に処理すると共に、スプレーされるコンクリート中に供給することが可能となる。複数基の混合機構を使用する場合、これらは平行に配置でき、しかも液状添加物混合物は別個に、あるいは接続ラインを経て、スプレーされるコンクリート中に導入できる。良好な混合状態を得るために、ミキサー１１および常設ミキサー１９を一つの混合機構に組み込み、そして並列あるいは直列に接続できる。

スプレー装置の概略図である。 本発明による混合機構の概略図である。 本発明による他の混合機構の概略図である。

符号の説明

１ スプレー装置
２ 圧搾空気供給ライン
３ 車輪
４ 供給ホッパー
５ ホース
６ スプレーノズル
７ 水または空気用ライン
８ 混合機構
９ 水供給ライン
１０ リザーバ
１１ ミキサー
１２ コンクリート添加物
１３ 計量器
１４ 重量測定器
１５ 計量バルブ
１６ 循環ライン
１７ 供給ライン
１８ 計量バルブまたは計量ポンプ
１９ 常設ミキサー

Claims (16)

1. スプレーされるコンクリートがスプレーノズル(６)を出る前に、このスプレーされるコンクリート中に添加物(１２)を導入可能であるようなスプレー装置(１)によって噴出コンクリートを処理する方法であって、
   固形分を有する少なくとも１種の添加物(１２)を、少なくとも一つの混合機構(８)内で水と混ぜ合わせると共に、スプレーされるコンクリートが前記スプレーノズル(６)を出る前に、このスプレーされるコンクリート中に前記少なくとも一つの混合機構(８)から前記少なくとも１種の添加物(１２)を供給することを特徴とする噴出コンクリート処理方法。
2. その中で少なくとも二つの異なる、特に不親和性の添加物(１２)が処理される、少なくとも二つの混合機構(８)を使用することを特徴とする請求項１に記載の噴出コンクリート処理方法。
3. 噴出コンクリートの処理に必要な量の添加物(１２)のみを液化させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の噴出コンクリート処理方法。
4. 添加物(１２)をミキサー(１１)内であるいは常設ミキサー(１９)内で水と混合することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の噴出コンクリート処理方法。
5. 水と混合された添加物(１２)を循環ライン(１６)によって前記ミキサー(１１)から圧送し、かつこのミキサー(１１)内に戻すことを特徴とする請求項４に記載の噴出コンクリート処理方法。
6. 添加物(１２)を、計量器(１３)を介して水に加え、かつ／または水を、計量バルブ(１５)を介して添加物(１２)に加えることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の噴出コンクリート処理方法。
7. 液状添加物混合物を、計量ポンプ(１８)または計量バルブ(１８)によって、スプレーされるコンクリート中に導入し、かつ導入する液状添加物混合物の量を調整することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の噴出コンクリート処理方法。
8. 添加物(１２)の水に対する比率を、使用されるコンクリートおよび水硬性バインダーのその含有量の関数として調整することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の噴出コンクリート処理方法。
9. 添加物(１２)の水に対する比率およびスプレーされるコンクリート中に導入される液状添加物混合物の量を、制御および／または調整ユニットを用いて実現することを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の噴出コンクリート処理方法。
10. 液状添加物混合物における添加物(１２)の比率は、５ないし９５重量％、好ましくは４０ないし８０重量％、特に好ましくは４０ないし６０重量％であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の噴出コンクリート処理方法。
11. 添加物(１２)は、少なくとも１％の、好ましくは１０％以上の、特に好ましくは５０％以上の、とりわけ８０％以上の固形分を有することを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の噴出コンクリート処理方法。
12. 粉末状添加物を添加物(１２)として使用することを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の噴出コンクリート処理方法。
13. 急結剤を添加物(１２)として使用することを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の噴出コンクリート処理方法。
14. スプレーされるコンクリートがスプレーノズル(６)を出る前に、このスプレーされるコンクリート中に添加物(１２)を導入することができる噴出コンクリート処理用のスプレー装置(１)であって、
    水を、固形分を有する少なくとも１種の添加物(１２)と混合するための混合機構が機能的に接続されていることを特徴とするスプレー装置(１)。
15. 前記混合機構(８)は、水を導入する手段(９,１５)および添加物を導入する手段(１０,１３,１４)と、少なくとも一つのミキサー(１１)および／または常設ミキサー(１９)とを具備してなることを特徴とする請求項１４に記載のスプレー装置。
16. 少なくとも１種の添加物(１２)は粉末状であり、かつ／または急結剤であることを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載のスプレー装置。
    

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