JP2016107577A

JP2016107577A - 設備基礎の補修方法

Info

Publication number: JP2016107577A
Application number: JP2014249522A
Authority: JP
Inventors: 哲也大出; Tetsuya Oide
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2016-06-20
Anticipated expiration: 2034-12-10
Also published as: JP6589091B2

Abstract

【課題】強度を補強したモルタルを迅速且つ大量に打設することができ、設備基礎の広範囲な補修部分を迅速に補修できる補修方法を提供する。
【解決手段】設備２０を支持する設備基礎１０のグラウト層１２または基礎コンクリート１１の補修部分に、繊維入りモルタル４１からなるグラウト材を打設する設備基礎の補修方法であって、モルタル原料４３と水４２とを混ぜてペースト状のモルタル４４を作り、ペースト状のモルタル４４に補強用繊維４５を投入し攪拌して繊維入りモルタル４１とし、繊維入りモルタル４１を、ポンプ３３を介して補修部分に打設する。
【選択図】図３

Description

本発明は、機械設備用の設備基礎の補修方法に関するものである。

機械設備を支持する設備基礎１０は、例えば図１に示すように、鉄筋コンクリートからなる基礎コンクリート１１の上にグラウト層１２を設けて形成される。そして、設備２０の下端のシュープレート２１がグラウト層１２の上に配置されてアンカーボルト１３で固定され、設備２０が設備基礎１０に支持される。設備基礎１０は、経時劣化や設備の振動等により、次第に既設のグラウト層１２や基礎コンクリート１１が破壊され、アンカーボルト１３に取り付けられたナット１４が緩むことがあり、このような場合には補修が必要になる。

補修に際しては、設備基礎１０の上に載っている設備２０を一旦取り外してから補修作業を行う場合もあるが、設備２０の移動という大がかりな作業や設備２０の長時間停止を避けるため、設備２０を設備基礎１０の上に載せたまま補修作業が行われる場合もある。補修方法としては、補修部分のグラウト層やコンクリートを人力で斫ったりコア抜きしたりして取り除き、取り除いた部分にモルタル等からなる新しいグラウト材を打設する。

ところが、通常のモルタルをグラウト材として用いた場合、設備の振動等によって、補修したモルタル部分が割れる場合があり、モルタルの曲げ強度向上が課題となっている。

モルタルの補強に関しては、例えば特許文献１に、各種繊維からなる補強材料を含ませてドライ型プレミックスモルタル組成物を構成することによって、衝撃強さ、耐ひび割れ性、耐久性等の各種特性をもたらすことができることが記載されている。

特開２００６−３３５５９７号公報

しかしながら、補強用繊維を予め混入させたドライ型プレミックスモルタル組成物は、繊維の長さが長い場合には、プレミックスモルタル組成物内で繊維が絡まったり、さらにセメント等の原料との比重差により繊維が偏り、均等に分散していないことがある。このような組成物を水と混ぜてポンプを用いて打設しようとすると、繊維が絡まっている部分や繊維が偏って多く集まっている部分が詰まりやすく、ポンプによる打設に支障をきたす。そのため、手作業でモルタルの打設を行わざるを得ず、殊に広範囲な補修の場合、極めて長い時間がかかる。また、繊維が均等に分散していなければ、モルタル内で強度のばらつきが生じてしまう。

本発明の目的は、強度を補強したモルタルを迅速且つ大量に打設することができ、設備基礎の広範囲な補修部分を迅速に補修できる補修方法を提供することにある。

上記問題を解決するため、本発明は、設備を支持する設備基礎のグラウト層または基礎コンクリートの補修部分に、繊維入りモルタルからなるグラウト材を打設する設備基礎の補修方法であって、モルタル原料と水とを混ぜてペースト状のモルタルを作り、前記ペースト状のモルタルに補強用繊維を投入し攪拌して繊維入りモルタルとし、前記繊維入りモルタルを、ポンプを介して前記補修部分に打設することを特徴とする、設備基礎の補修方法を提供する。

前記補強用繊維は、少なくとも長さ又は径の異なる２種類以上を使用してもよい。また、前記補強用繊維は、篩を介して前記ペースト状のモルタル中に投入してもよい。また、前記ペースト状のモルタルの温度が２１℃〜２７℃の範囲になるように、水の温度を調整することが好ましい。

本発明によれば、ペースト状のモルタル内に補強用繊維を投入して攪拌するので、繊維をモルタル内に均一に混ぜ込むことができ、ポンプによって、詰まらせることなく打設することができる。そして、補強用繊維入りモルタルをポンプで吹き付けることにより、迅速且つ大量に高強度なモルタルを打設することができ、設備基礎の広範囲な補修部分を迅速に補修することができる。

設備が載置された設備基礎の構成の概略を示す断面図である。ポンプを用いてモルタルの打設を行う装置構成の例を示す概略構成図である。本発明の実施形態にかかる繊維入りモルタルの製造手順を示す説明図である。本発明の実施形態にかかるミキサーの内部を上から見た平面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図を参照して説明する。

図１は、設備基礎１０の上に設備２０が載置された構成の概要を示す断面図である。設備基礎１０は、前述の通り、鉄筋コンクリートからなる基礎コンクリート１１の上にグラウト層１２を設けて形成される。そして、グラウト層１２の上に、設備２０の下端の鉄板等からなるシュープレート２１が載置され、シュープレート２１は、基礎コンクリート１１の内部まで達するアンカーボルト１３で固定される。シュープレート２１と基礎コンクリート１１とは、グラウト層１２を介することにより隙間無く固定される。このようにして、設備２０が設備基礎１０に支持される。

設備基礎１０の上に、設備２０として例えば圧延機が設置されている場合、１０００ｋｇを超える重量を有する圧延機の稼働時の振動等により、シュープレート２１とグラウト層１２との間に次第に隙間が生じる。そして、この隙間が生じた状態で、圧延機の稼働によりグラウト層１２に衝撃力が加わることで、グラウト層１２が劣化する。隙間の有無は、例えばシュープレート２１とグラウト層１２との間に薄板を差し込むことで確認でき、この薄板が入り込む範囲が、補修を必要とする部分であると判断される。

補修を行うにあたっては、先ず、設備周辺の配管やケーブル等の干渉物の撤去を行った後、設備基礎の補修部分のグラウト層やコンクリートを取り除く。グラウト層やコンクリートを取り除く方法は、従来行われてきたコア抜きや、その他任意の方法で構わない。その後、補修部分に新しいグラウト材を打設する。

図２は、本発明の実施形態にかかるグラウト材の打設を行う装置構成の一例を示し、上流側から順にミキサー３１、ホッパ３２、ポンプ３３が配置されている。ミキサー３１には、グラウト材としての繊維入りモルタルの各原料が投入され、これらを混錬して、繊維入りモルタル４１が作られる。ミキサー３１内で作られた繊維入りモルタル４１は、ミキサー３１からホッパ３２に移され、ホッパ３２からポンプ３３で圧送されて、ポンプ３３に接続されたホース３４から、図示しない補修部分へ向けて吹き付けられる。

本実施形態において、グラウト材としての繊維入りモルタル４１は、セメントを主成分とする市販のモルタル原料と、水と、補強用繊維とを、ミキサー３１内で混錬して作られる。図３は、繊維入りモルタル４１の製造手順の概略を示す。先ず、図３（Ａ）に示すように、水４２を入れたミキサー３１内にモルタル原料４３を投入し、混錬する。このとき、混錬後のペースト状のモルタルの温度が２１℃〜２７℃、好ましくは２４℃程度になるように、水４２の温度を調整する。混錬後のモルタルの温度が高すぎると、硬化時間が短くなり、ポンプ３３内で硬化して詰まってしまうおそれがある。一方、混錬後のモルタルの温度が低すぎると、硬化時間が長くかかって工期が短縮できなくなる。

ミキサー３１内でペースト状のモルタル４４が作られると（図３（Ｂ））、図３（Ｃ）に示すように、ペースト状のモルタル４４内に、補強用繊維４５を投入する。図４は、ミキサー３１の内部を上から見た平面図である。ミキサー３１の内側には、篩３５が設けられる。篩３５は、例えば繊維で成形された網であり、図３（Ｃ）および図４に示すように、中央に重りとして例えば円形の板３６が取り付けられ、外周部がミキサー３１の内壁に沿って設けられ、上方からロープ３７（図３（ｃ））で吊り下げられる。繊維４５は、篩３５の上から投入され、ロープ３７を引くことにより篩３５を揺動させて、繊維４５が徐々に篩３５を通ってペースト状のモルタル４４内に混錬されていくようにする。篩３５の網目の大きさは特に限定されないが、投入する繊維４５の長さよりも短い方がよい。篩３５を通して繊維４５を投入することで、繊維４５が絡まることなく分散してペースト状のモルタル４４内に混ざる。そして、本発明では、ペースト状のモルタル４４に繊維４５を投入することにより、セメント等の原料との比重差で繊維４５の分布が偏ることがなく、繊維４５をモルタル４４中に均等に混ぜ合わせることができる。

補強用繊維としては、例えばビニロン等の樹脂繊維が用いられ、ビニロンの場合、直径４０μｍ〜６０μｍ、長さ５ｍｍ〜４０ｍｍ程度の繊維が有用である。さらに、長さや径の異なる２種類以上の繊維を用いることが好ましい。例えばビニロンの場合、長さ２０ｍｍ〜４０ｍｍの繊維は、曲げ強度の向上には有効であるが、あまり多く使用すると、流動性が低下してポンプが詰まりやすくなる。また、例えば長さ５ｍｍ〜１０ｍｍの短い繊維は、単体では曲げ強度の補強効果が小さいものの、長い繊維と混ぜて使用することで曲げ強度のさらなる向上を図ることができ、流動性の低下は抑制される。なお、補強用繊維としては、樹脂繊維の他、ガラス繊維や炭素繊維等を用いても構わない。

なお、例えば長さ５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の短い繊維は、予め工場でセメントや細骨材等の材料と一緒にモルタル原料として袋詰めしても構わない。短い繊維であれば、繊維同士が絡まることがなく、水と混ぜて混錬することで、モルタル中に均等に混ぜ込むことができる。

このようにして補強用繊維４５が入った繊維入りモルタル４１が作られ、ホッパ３２、ポンプ３３を介して、ホース３４から補修部分に吹き付けられる。

以上のように、本発明によれば、繊維を含めたグラウト材（繊維入りモルタル４１）の原料をミキサー３１で混錬し、繊維入りモルタル４１をポンプ３３で圧送して打設することにより、バケツを用いて手作業でモルタルを打設する場合に比べて、打設時間を５分の１程度に短縮することができ、例えばグラウト材の量が２００〜３００トン、２立米程度の広範囲な補修でも、短時間で行うことができる。また、曲げ強度が補強された繊維入りモルタルで補修することにより、機械設備が振動することによる補修部分の割れを防ぐことができる。

しかも、本発明によれば、設備基礎の周囲に十分なスペースがなくても、ホースを延ばすことで、グラウト材の吹き付けを容易に行うことができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

繊維で補強しないモルタルと、ビニロン繊維を入れた繊維入りモルタルについて、硬化後のモルタルの曲げ強度および圧縮強度を試験した。モルタル原料は、株式会社グラウンドデザイン研究所の無収縮プレミックスモルタル製品「ラウンドベースＬＰ」２５ｋｇとし、水４．０リットルを加えて、ハンドミキサーで１５０秒間練り混ぜた。試験体は、１０×１０×４０ｃｍとし、翌日脱型後、２日間または７日間水中養生した。ビニロン繊維は、直径６０μｍ、長さ３０ｍｍの繊維Ａ、直径４０μｍ、長さ８ｍｍの繊維Ｄの２種類を用いた。繊維の量および強度試験結果を表１に示す。

材齢２日のＮｏ．１，２，３を比較すると、ビニロン繊維を添加したものは、繊維を添加しないモルタルに比べて、曲げ強度が大幅に向上し、圧縮強度も２割以上向上した。また、材齢７日のＮｏ．４，５，６を比較すると、繊維Ａを４００ｇ入れたＮｏ．６は、繊維Ａを３５０ｇ入れたＮｏ．４に比べて強度が向上していないうえ、流動性に問題がありポンプで圧送することは困難であると判断された。繊維Ａを３５０ｇ、繊維Ｄを２５ｇ入れた場合（Ｎｏ．３，５）は、繊維Ａのみを３５０ｇ入れた場合（Ｎｏ．２，４）よりも大幅に強度が向上し、さらに流動性に関しても問題がなかった。

本発明は、繊維で補強したモルタルの打設方法に適用できる。

１０設備基礎
１１基礎コンクリート
１２グラウト層
２０設備
３１ミキサー
３２ホッパ
３３ポンプ
３４ホース
３５篩
４１繊維入りモルタル
４２水
４３モルタル原料
４４ペースト状のモルタル
４５繊維

Claims

設備を支持する設備基礎のグラウト層または基礎コンクリートの補修部分に、繊維入りモルタルからなるグラウト材を打設する設備基礎の補修方法であって、
モルタル原料と水とを混ぜてペースト状のモルタルを作り、前記ペースト状のモルタルに補強用繊維を投入し攪拌して繊維入りモルタルとし、前記繊維入りモルタルを、ポンプを介して前記補修部分に打設することを特徴とする、設備基礎の補修方法。
前記補強用繊維は、少なくとも長さ又は径の異なる２種類以上を使用することを特徴とする、請求項１に記載の設備基礎の補修方法。
前記補強用繊維は、篩を介して前記ペースト状のモルタル中に投入することを特徴とする、請求項１又は２のいずれか一項に記載の設備基礎の補修方法。
前記ペースト状のモルタルの温度が２１℃〜２７℃の範囲になるように、水の温度を調整することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の設備基礎の補修方法。