JP2021160310A - 気泡コンクリート連続製造装置、気泡コンクリート連続製造方法及び金庫製造システムによる金庫の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】硬化の際に壁面に発生し易い気泡コンクリート付着を回避させ、気泡コンクリート内の耐火性を向上させ、気泡を多くするために多量の水量を投入することによる混練難さを解決することで、安定した品質のある急結性気泡コンクリートを連続製造する。
【解決手段】ミキサーが、円筒形の外枠と、該外枠の中心を中心として配置される回転体と、回転体の回転駆動源と、前記外枠の内面と前記回転体の外面との間に形成される空間部に設けた混練部と、を備え、前記混練部に動作体と静止体との組み合わせになる混練・撹拌手段を備えて構成され、前記ミキサーにセメント組成物、及び急結剤及び遅延剤を投入し、当該動作体と静止体との組み合わせ位置の近傍の外枠に、水、空気及び起泡剤から形成された泡を投入する。
【選択図】図１

Description

本発明は、気泡コンクリート連続製造装置、気泡コンクリート連続製造方法及び金庫製造システムによる金庫の製造方法に関する。

気泡コンクリートの製造方法に、次のような方法が知られている。
１）セメントスラリーにアルミニウム粉末を加え、アルミニウムとセメントアルカリの反応で水素ガスを発生させ、セメントスラリーを膨張させて気泡コンクリートを製造する方法
２）セメントスラリーに起泡剤（界面活性剤）を添加し、界面活性の作用で、撹拌中に気泡を発生させ空気を導入して気泡コンクリートを製作する方法（ミキシング方式）あるいは予め起泡剤を水で希釈しておき、希釈された起泡液と圧縮空気を発泡ノズル内で混合して気泡を作り、スラリーに混ぜて気泡コンクリートを製造する方法（プレフォーム方式）
前者は、安価で容易に気泡コンクリートを製造することができるが、気泡コンクリート比重管理が困難である。特に、硬化した後でないと気泡コンクリートの比重を確認できない。

後者は、起泡剤の界面活性作用で起泡するので、撹拌中に起泡又は消泡するために気泡コンクリクリート内における気泡に不安定さがある。

生産性の悪い点を改良するために急結剤を加えることが提案された。急結剤を使用すると、生産性が向上するが、バッチ式ミキサーではセメントが急結剤に接触することで直ちに硬化が始まり、混練部を形成する撹拌羽根、ミキサー壁面などの装置内面に強固に付着して、製造の継続が困難になる。

特許文献1には、横方向に各部材が配置設置される気泡コンクリートの連続製造装置による気泡コンクリートの連続製造方法であって、セメント組成物を連続的に混練部に送給する粉末搬送部、送給されたセメント組成物と、連続的に送給された水と気泡とを混練する混練部、混練しながら圧送する送給部を一体化した気泡コンクリート連続製造用のミキサポンプ、セメント組成物を連続的に粉体搬送部から混練部に送給し、水と起泡剤溶液と圧縮空気と急結剤とを気泡発生部に連続的に送給して製造した気泡とを混練部に送給し、混練部で混練し、混練しながら圧送する気泡コンクリートの連続製造方法が記載される。

特許文献２には、起泡剤溶液と空気を混合して気泡を発生させる「発泡器」をベースモルタルと気泡との混合器の前段に配置し、管路内を流れるエアモルタルの流量、ゲージ圧力、混合器に導入するベースモルタルの流量をモニターすることが記載される。

特許第４５３１１５４号公報 特許第５６０２２７４号公報

一般的な気泡コンクリートの製造に際しては、気泡コンクリートの強度を確保するために、水の量を極力少なくすることがなされる。これに対して、ある種の気泡コンクリート例えば耐火性が求められる金庫の構成体の内部に充填する気泡コンクリートにあっては、製造効率性を高めるために急結性が求められるばかりでなく、水の量を極力多くすることで気泡コンクリート内に水分含有率を高め耐火性を向上することが求められる。

特許文献１に記載された気泡コンクリートの連続製造装置にあっては、モルタル急結剤を加えて気泡コンクリートを連続的に製造できるメリットがあるが、混練部では、撹拌羽根で送給されたセメント組成物、水及び気泡をスクリューで混練し、気泡コンクリートを製造する。耐火性のよい気泡コンクリートの製造に適するものではなく、気泡コンクリートと急結剤とを別々に送給し、合流混合して、急結性気泡コンクリートを排出する形態を採用し、装置が長大化してもよい大量施工する場合、側圧が変わる構造へ施工する場合、あるいは水が存在する場所に施工する場合に適用される。急結剤が接触することで硬化が始まることが想定され、硬化した気泡コンクリートが装置内面に積層して気泡コンクリートの排出が阻害される。

特許文献２には、起泡剤と空気を混合して気泡を発生させる「発泡器」をベースモルタルと気泡との混合器の前段に配置することが記載されるが、混合器への気泡の投入は、長距離の圧送を達成するものであって、急結剤不使用のためセメントの積層がない。
また、この例にあっては、気泡コンクリート内の気泡の容量を高めて耐火性向上を解決するものではない。

本発明は、かかる点に鑑み硬化の際に装置内面に発生し易い気泡コンクリートの付着を回避させ、気泡コンクリート内の含水率を高めて耐火性を向上させ、安定した品質のある
急結性気泡コンクリートを連続製造することを課題とする。

図１は、本発明の概念をブロックで示す図である。本発明になるミキサーの構造及び当該ミキサーによる気泡コンクリート連続製造方法を示す。ミキサーとして、竪型のミキサーが用いられる。

図１おいて、気泡コンクリート連続製造装置１００は、ミキサー１を備え、ミキサー１に気泡コンクリートを製造するための材料を投入するための気泡コンクリート製造材料供給手段が結合される。

ミキサー１が、円筒形の外枠２と、外枠２の中心を中心として配置される回転体３と、回転体の回転駆動源８（図２参照）と、外枠２の内面と回転体３の外面との間に形成される空間部４に設けた混練部５を備える。
ミキサー１は、混練部５に混練・撹拌手段６を備える。混練・撹拌手段６は、空間部４に配設されたピン状の動作体３１とピン状の静止体３２との組み合わせになる。

ミキサー1に各種の気泡コンクリート製造材料供給手段が連結される。

気泡コンクリート製造材料供給手段は、セメント組成物を連続的に送給するセメント組成物送給部１１、セメントの水和反応を早め、凝結時間を短くする急結剤を送給する急結剤送給部１２及び軽量骨材を供給する軽量骨材供給部１３を備え、セメント組成物、急結剤及び軽量骨材が系統１１Ａ、１２Ａ及び１３Ａを介してミキサー１に供給される。

気泡コンクリート製造材料供給手段は、さらにセメント組成物を含む粉体組成物に別途連続的に水を供給する水送給部４１、遅延剤を送給する遅延剤送給部４２、空気を送給する空気送給部４３、希釈水を供給する希釈水供給部４４、起泡剤を送給する起泡剤送給部４５を備える。また、発泡ノズル４６を備える。

空気送給部４３から供給された空気、希釈水供給部４４から供給された希釈水及び起泡剤送給部４５から供給された起泡剤は、系統５４、５５、５６、５７を経て発泡部を形成する発泡ノズル４６で混合され、泡が生成される。生成された泡は、系統５８、５９を経て気泡投入開口３０に送られ、気泡投入開口３０からミキサー１に投入される。

水送給部４１から供給される水及び遅延剤送給部４２から供給される遅延剤は系統５１、
５２を経て混合されて系統５３をながれ、系統５８からの泡に合流して系統５９を経て気泡投入開口３０からミキサー１に投入される。この合流構成によって、外枠２に気泡投入開口３０の１個を形成すれば、泡、水及び遅延剤の投入に足り、構成が容易になる。２系統に分けて投入してもよい。

この例では、急結剤送給部１２及び遅延剤送給部４２が別系統になっているが、統合された系統である場合が含まれる。
ピン状の動作体３１とピン状の静止体３２は、投入された各種材料の混練及び撹拌を行う。撹拌を行うことで、気泡コンクリートの硬化時に気泡コンクリートが装置表面に硬化付着する現象を防止する。また、ピン状の動作体３１とピン状の静止体３２は、ピン状の動作体単一では得ることのできない、撹拌による泡の細径化に効果があり、気泡コンクリートの品質を高める。

このようにミキサー１が外枠２の上側にセメント組成物送給部１１、急結剤送給部１２及び軽量骨材を供給する軽量骨材供給部１３を備え、外枠２の下側に気泡コンクリート排出部７を備え、外枠の側方に水及び気泡投入開口３０を備える。ミキサー内に、セメント組成物、急結剤、軽量骨材、及び水及び泡を混練する混練部５を備え、混練部５にピン状の動作体３１とピン状の静止体３２との組み合わせになる混練・撹拌手段６を備えて構成され、及び生成された気泡コンクリート３３を排出する気泡コンクリート排出部７を備える。

気泡コンクリート排出部７から排出された気泡コンクリートは、経路９から直ちに成形
体と典型的な金庫１１１の製造のための金庫の製造装置１０１に導出される。気泡コンク
リート製造装置１００及び金庫の製造装置１０１から金庫の製造システム１０２が構成さ
れる。
本発明によれば、
円筒形の外枠と、該外枠の中心を中心として配置される回転体と、回転体の回転駆動源
と、前記外枠の内面と前記回転体の外面との間に形成される空間部に設けた混練部と、を
備え、前記混練部にピン状の動作体とピン状の静止体との組み合わせになる混練・撹拌手
段を備えて構成され、外枠に、当該ピン状の動作体とピン状の静止体との組み合わせ位置
の近傍で泡を投入する泡投入口を持つミキサーの構造あるいは当該ミキサーによる気泡コ
ンクリート連続製造方法において、
当該ミキサーに、セメント組成物、急結剤、遅延剤、及び水、空気及び起泡剤で形成された前記泡を投入し、前記ピン状の動作体とピン状の静止体との組み合わせによって、泡の存在下、セメント組成物、急結剤及び遅延剤を混練・撹拌して気泡コンクリートを連続製造することを特徴とするミキサーの構造あるいは当該ミキサーによる気泡コンクリート連続製造方法が提供される。

排出された気泡コンクリートは、成形品の成形に使用される。成形品としては、例えば金庫がある。

気泡コンクリート排出部７から排出された気泡コンクリートが金庫の成形に使用される。

発明の説明で使用される用語の説明は、次のとおりである。
＜気泡コンクリート＞ 骨材の大小、有無にかかわらず気泡導入されたセメント硬化体。また、各種の混合材が添加混合されてよい。セメント質硬化体の曲げ強度や破壊エネルギーを向上させて、金庫の防犯性を高める観点から、繊維からなる群から選択された一種以上の繊維が含まれてよい。軽いものほど比重に対する強度の割合が小さい。水分率を一定としたときに比重が小さくなるに従って断熱性、すなわち耐火性が向上する。
＜ミキサー＞ 混練部に動作体、例えばピン状の動作体と静止体、例えばピン状の静止体とからなる混練・撹拌・かき出し手段を一体に備えて構成され、混練部で、急結剤を前記セメント組成物、水、空気に混在させて、混練、撹拌あるいは混練、撹拌及び掻き出しあるいはかき落としを一体に同時に行って気泡コンクリートを生成し、混練部での当該気泡コンクリートの急結を防止する。
＜セメント組成物＞ セメントを形成するための組成物。セメントの種類には、普通ポルトランドセメント、混合セメント及びエコセメントがある。
＜水＞ 典型的には水道水が該当する。
＜ピン状＞ ピン形態ばかりでなく、ボルト形態を含む。
＜急結剤＞ セメントの水和反応を早め、凝結時間を短くする混和剤。例えば、
アルミン酸カルシュウム類、カルシウムサルホアルミネート系の急結剤、炭酸
ソーダを主成分とする急結剤。
＜遅延剤＞ セメントの水和反応を遅らせ、凝結時間を長くする混和剤。例えば
クエン酸ソーダのようなオキシカルボン酸塩が知られている。遅延剤を急結剤と一緒に使用することは公知。遅延剤は急結剤の作用を緩和するために選択的に投入される。
＜セメント凝結時間調整剤＞ 急結剤及び遅延剤からなり、急結剤及び遅延剤双方の性状の組み合わせでセメントの凝結時間を調整する調整剤
＜軽量骨材＞ 気泡コンクリートの質量軽減、断熱などの目的で選択的に投入され、普通骨材よりも比重の小さい骨材。用途が非構造用のものとしてはパーライト（ＪＩＳ Ａ ５００７）及びバーミキュライト（ＪＩＳ Ａ ５００８）が知られる。
＜起泡剤＞ 界面活性作用によりスラリー、モルタル、コンクリート中に安定な気泡すなわち泡を多量に導入するための混和剤。コンクリートを多孔質にするために用いられる。
合成界面活性剤、樹脂セッケン系あるいはケラチン蛋白の加水分解系の起泡剤が知られる。気泡コンクリートの性質は、その比重、すなわち導入気泡量によってほぼ決定されるといってよく、気泡量の管理は極めて重要である。発泡機により生成した泡そのものは管理しにくいので、泡を生成する起泡剤の希釈液を、流量計を用いて制御し、一方、泡を構成する空気量も流量計を用いて制御して泡を二次的に管理する。
＜泡＞ 気泡のこと。起泡剤及び希釈水と空気とを混合して泡とする。
＜発泡ノズル＞ 起泡剤と水と空気を混合し、泡を発生させるノズル。
＜成形品＞ 気泡コンクリートがその一部に用いられた製品。例えば、耐火性金庫。
＜混練部＞ セメント組成物と水とその他の材料を混練する部分。
＜混練・撹拌手段＞ セメント組成物と水と急結剤、その他の材料を混練、撹拌を同時に行う手段。本発明の場合、動作体と静止体との組み合わせによって撹拌作用が付与される。掻き出しは、動作体に回転羽根形状、突起形状と形成することでなし得、竪型の場合には重力の作用で形成することができる。
＜凝結時間＞ セメント試験結果に基づく凝結時間
＜気泡コンクリート排出部＞ 生成された気泡コンクリートを外部に排出する部分。この部分にスクリュー手段を設けることができる。
＜時々刻々の瞬時値＞ 時々刻々とは、連続した場合ばかりでなく、短時間の間隔で断続して連続した場合をも含む。間隔は、例えば１０分間隔である。

急結剤、又は急結剤及び遅延剤、気泡をセメント組成物、水、一体に混練して気泡コンクリートを生成し、当該気泡コンクリートを撹拌してセメントの積層付着を防止し、かつ前記気泡コンクリート排出部に向けて当該気泡コンクリートをかき出すことができる。

もって、硬化の際に装置内面に発生し易い気泡コンクリートの付着を回避させ、気泡コンクリート内の含水率を高めて耐火性を向上させ、安定した品質のある急結性気泡コンクリートを連続製造することができる。

本発明の概念をブロックで示す図。 本発明の実施例の気泡コンクリート連続製造装置の内部構造を示す図。 気泡コンクリート連続製造装置のフローを示す図。 気泡コンクリート製造装置で製造された気泡コンクリートが導入される金庫の断面図。 本実施例になる気泡コンクリート連続製造装置で製造した気泡コンクリートの写真を示す図。

以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。

図２は、本発明の実施例の気泡コンクリート連続製造装置１００の内部構造を示す図である。なお、気泡コンクリート連続製造装置１００の概念については図１で説明した。

図２において、気泡コンクリート連続製造装置１００は、ミキサー１を備える。本例の場合、ミキサー１は、竪型のミキサーとされる。ミキサー１が、上部のセメント投入部２０と下部の混練部５からなり、セメント投入部２０は内部が空間部とされ、上部のセメント投入部２０と下部の混練部５は締結手段２１によって連結される。また、セメント投入部２０は締結手段２２によって連結された頭部８０を有し、締結手段２３によって連結された架台24を有する。頭部８０にセメント組成物供給部１１及び急結剤供給部１２及び軽量骨材供給部１３が連結される（図１参照）。

ミキサー１は、円筒形の外枠２と、外枠２の中心を中心として配置され、回転する回転
体３と、回転体の回転駆動源８と、外枠２の内面と回転体３の外面との間に形成される空
間部４に設けた混練部５と、を備える。外枠２に、発泡部を形成する発泡ノズルから供給
される泡すなわち気泡が投入される気泡投入口３０が開口する。気泡投入開口３０は、混練部５に向かって開口する。

セメント形成物と急結剤の粉体は、ミキサー１の上部の頭部８０からセメント
投入部２０を介して回転体3の頭部に落下するように供給される。セメント組成物とセメント急結剤及び軽量骨材の粉体は、セメント投入部２０から回転体3の上部のロート状コーンに当たって外枠２の内面と回転体３の外面との間に形成される空間部４に分散、導入される。

回転体３の回転速は、１００ｒｐｍ程度の低回転速度が採用される。

ミキサー１は、上部に混練部５及び下部に生成された気泡コンクリートを排出する気泡コンクリート排出部７を備えて構成される。気泡コンクリート排出部７は、締結手段２５で連結された系統を持つ。

回転体３は、二重構造体とされ、内部に支持構造体の回転体１７を持ち、回転体の中心に中心を合わせた回転軸１８が設けられる。回転軸１８は、上下の回転軸部１８A,１８Bからなり、上部回転軸１８Bは回転軸１８に連結され、頭部ロート状コーンを持つ回転体１７に回転を与える。

混練部５に混練・撹拌手段６が備えられる。混練・撹拌手段６は、混練・撹拌手段から
なり、掻き出し手段が付加される。混練・撹拌手段及び掻き出し手段を一体に構成するこ
ともできる。

本例の場合、混練・撹拌手段は、２種類のピン３１、３２からなる。ピン３１は、ピン状を呈した動作体として機能し、回転体３を構成する円筒に締結手段によって水平方向に取り付けられ、その先端が外枠2の内面近くまで達し、回転体と共に空間部内を、回転軸１８を中心として回動する。

ピン３２は、ピン状を呈した静止体として機能し、外枠2を構成する円筒に締結手段によって水平方向に取り付けられ、その先端が回転体３を構成する円筒の外面近くまで達する。ピン３２は、固定され、回動することがない。

２種類のピン３１、３２は、それぞれ複数本からなり、互いにジグザクに並置配置され、互いに間を抜く位置関係にあり、ピン３１の回動時に互いに接触することがない。２種類のピン３１、３２は、気泡コンクリート３３の急結硬化の際に、互いにジグザクに並置配置による撹拌でミキサーの装置表面に硬化物が積層付着することを防止する。２種類のピン３１、３２は、長時間の運転に耐え、気泡コンクリートが積層付着したような場合にも、気泡コンクリート硬化体を互いにかき落とす効果がある。

２種類のピン３１、３２は、互いにジグザクに並置配置による撹拌で、投入された泡を細かくする。

図１に示したように、ミキサー１の頭部８０には、セメント組成物を連続的に送給するセメント組成物送給部１１、急結剤送給部１２、遅延材送給部４２、及び軽量骨材供給部１３が連結され、セメント組成物、急結剤、及び軽量骨材がミキサー１に投入される。

また、図2に示したように、ミキサー１には、気泡投入開口３０が設けられ、この気泡投入開口３０からミキサー１内に投入量が二次的に求められた泡及び水、遅延剤が投入される。この気泡投入開口３０は、混練部５に向けて開口する。

急結剤及び遅延剤からセメント凝結時間調整剤が形成される。セメント凝結時間調整剤は、急結剤及び遅延剤双方の性状の組み合わせでセメントの凝結時間を調整する。

２種類のピン３１、３２は、回転体として作動する動作体、固定体として機能する静止体になり、両者はジグザクに並置配置される構造、配置を持つ。この配置で、混練部内で、急結剤を前記セメント組成物、発泡ノズル（図1参照）から投入された泡に混合して、２種類のピン３１、３２で混練し撹拌しながら気泡コンクリートを生成する。

このときに、生成された気泡コンクリートは、撹拌されることで急結硬化の際に、ミキサーの表面に付着することなく、重力による圧力の作用で下方に掻き出される。竪型のミキサーの場合、２種類のピン３１、３２は、平易な丸形形状であっても当該気泡コンクリートは気泡コンクリート排出部７に向けてかき出される。掻き出しを効果的にするために、２種類のピン３１、３２を掻き出しに適した形状とすることができる。２種類のピン３１、３２にこのような掻き出し機能を持たせる。動作体の１種類のピンでは混練は可能であるが撹拌機能を達成することができない。

気泡コンクリートの性質は、その比重、すなわち導入気泡量によってほぼ決定されるといってよく、気泡量の管理は極めて重要である。発泡機により生成した泡そのものは管理しにくいので、泡を生成する起泡剤の希釈液と空気を流量計を用いて制御し、泡を二次的
に管理する。泡投入構成で、気泡投入開口３０から泡が回転方向に投入され、水が上部に跳ねる現象を防止する構造とされ、水跳ねによる外枠内面及び回転体頭部での硬化付着が防止される。

２種類のピン３１、３２でなくても、動作体及び静止体で構成し混練部内で、セメント急結剤を前記セメント組成物、水、空気に混在させて一体に混練して気泡コンクリートを生成し、当該気泡コンクリートを撹拌できるものであればよく、例えば、回転羽根、突起形状のものであっても、動作体及び静止体を形成することができる。しかしながら、２種類のピンとすること、すなわち２種類のピン状の動作体、静止体を用いることが製作コスト低減及び配置小形化構成の観点から推奨される。

混練・撹拌手段の設置個所、本例の場合、混練・撹拌手段６に面して、気泡投入開口３０が設けられる。

本例の場合、気泡投入開口３０の上部に、回転する一つのピン３４が設けられ、気泡コ
ンクリート排出部７に面しても一つのピン３５が設けられる。本例の場合、ピン３１、３２の組み合わせは、上下方向に２組とされたが、これらには限定されない。ピン３１、３２は締結手段によって設置されており、摩耗に伴って取り替えが容易になされる。

ピン３１とピン３２組み合わせ位置（動作体と静止体との組み合わせ位置）の近傍の外枠に、水、空気及び起泡剤から形成された泡を投入する泡投入口３０が設けられる。

気泡投入開口３０に近接してピン３１、３２の組み合わせが配置される構成は重要である。セメント組成物に水の接触が開始された段階でセメント組成物と泡が撹拌されることで、生成されたばかりの気泡セメントの装置内面への積層が防止され、それ以降の下流側での気泡セメントの装置内面への積層が効果的に防止される。

架台２４の上には、回転体の回転駆動源８が載置される。回転駆動源８には、回転駆動に適した電動モータが採用される。電動モータの回転軸には、プーリ２６が連結され、回転軸１８の下方部に固定されたプーリ２７との間にベルト２８が設けられ、電動モータの回転体１８に伝えられ、回転体１８が回転する。

気泡コンクリート連続製造装置１００は、当該混練部で、急結剤を前記セメント組成物、遅延剤が混入された泡が一体に混合され、気泡コンクリートの生成時間が急結剤と遅延剤との相互作用で目的とした時間に制御され、混合された材料を混練、撹拌して気泡コンクリートを生成し、気泡コンクリートの装置内面への硬化付着を防止し、かつ前記気泡コンクリート排出部に向けて当該気泡コンクリートをかき出す。

連続ミキサーとして、横型のスクリュータイプの連続ミキサーが知られる。このようなタイプの連続ミキサーでは、混練して気泡コンクリートを生成し、生成された気泡コンクリートに急結剤を投入することがなされる。連続ミキサーは横方向に長くなり、混練中にトラブルが発生したときに対応が困難である。

本実施例では、竪型の円筒形の外枠と、該外枠の中心を中心として配置される回転体と、回転体の回転駆動源と、前記外枠の内面と前記回転体の外面との間に形成される空間部で、前記外枠の内面に設けた固定されたピン状の静止体と前記回転体の外面に設けた回転するピン状の動作体とからなる混練・撹拌手段と、を備えて混練部を形成した。

急結性の気泡コンクリートの最大の使いにくさは、急結剤、遅延剤、及び水が出会うところで硬化反応が始まり、装置内面にセメント硬化物が積層されることである。作業時間を長くとるために相応の遅延剤量が必要とされる。

ミキサーが、円筒形の外枠と、該外枠の中心を中心として配置される回転体と、回転体
の回転駆動源と、前記外枠の内面と前記回転体の外面との間に形成される空間部に設けた混練部と、を備え、前記混練部に動作体と静止体との組み合わせになる混練・撹拌手段を備えて構成され、当該動作体と静止体との組み合わせ位置の近傍の外枠に、前記セメント組成物及び急結剤に、水、遅延剤、空気及び起泡剤から形成された泡を投入する泡投入口を持つことで解決される。

図３は、気泡コンクリート連続製造装置１００による気泡コンクリート連続製造の全体フローを示す図である。

図３において、ミキサー１に、セメント組成物送給部１１を形成する一方のセメント定量供給機１１A、及び他方のパーライト定量供給機１１B、及び急結剤送給部１２を形成する急結剤定量供給機１２Aが頭部８０を介して連結され、時間ごと定量のセメント組成物、軽量骨材としてのパーライト及び急結剤がミキサー１に投入可能とされる。
気泡コンクリート連続製造装置１００に、気泡コンクリート製造材料供給系統として、水供給系統５１、５５、空気供給系統５４、起泡剤供給系統５６及び遅延剤供給系統５２が接続される。各系統にはポンプP1〜P６、バルブV1〜V９及びフローメーターA1〜A5が設置される。

これらの系統を流れる流量を表示する監視盤５０が設けられ、各系統に投入される材料の投入量を表示する表示器F1〜F6が設けられる。

水供給系統は２系統からなり、一方の系統は水を直接にミキサーに供給する水供給系統５１、５３系統とされ、他方の系統は水に起泡剤に混ぜるための水供給系統５５とされ、起泡剤供給系統５６に合流して、合流後の起泡剤供給系統５７を形成する。起泡剤単体供給量、合流後の起泡剤希釈液供給量の双方がそれぞれ表示器F4、F3に表示される。
水道水６１を貯蔵する水タンク６２、遅延剤溶解タンク６３、起泡剤ドラム６４、起泡剤タンク６５及び遅延剤タンク６６が設けられる。

水道水タンク６２に貯蔵された水は、ポンプP1で汲み出されて水供給系統５１を流下する。

水道水の一部が遅延剤溶解タンク６３に供給され、その供給量は、積算流量計で計測される。遅延剤タンク内で遅延剤は溶解され、遅延剤タンク６６に送られる。液状の遅延剤は、遅延剤供給系統５２を流下し、表示器F2で流量が表示され、水供給系統５１を流下した水と混ぜられ、水供給系統５３を形成する。

起泡剤ドラム６４から起泡剤がポンプPによって汲み出され、起泡剤タンク６５に供給される。起泡剤タンク６５から汲み出された起泡剤は起泡剤供給系統５６を流下し、表示器F２で流量が表示され、水供給系統５５を流下した水に合流し、発泡ノズル６９に至り、発泡ノズル６９から水、気泡投入開口３０を介してミキサー１に投入される。
空気導入部７０が設けられる。空気導入部７０がR:レギュレータ、Ｆ：フイルター、Ｏ：オイルミストフイルター及びＤ：ドライヤーから構成され、導入された空気は、空気供給系統３４を流下し、表示器F５で流量が表示され、、発泡ノズル６９に至り、発泡ノズル６９から水、気泡投入開口３０を介してミキサー１に投入される。空気の一部が空気分岐系統７１を介してエアーオペルトバルブの各系統に投入される。

連続的に送給するセメント組成物の投入量、水の投入量、空気の投入量及びセメント急結剤の投入量を監視盤に表示して、連続的に送給するセメント組成物の投入量、水の投入量、空気の投入量及び急結剤の投入量を監視可能とする監視盤５０を備え、連続的に送給するセメント組成物の投入量、水の投入量、空気の投入量、及び急結剤及び遅延剤の投入量に基づく時々刻々の投入された各投入量の監視を可能とする気泡コンクリート連続製造装置１００が構成される。

各材料は、それぞれの流量計で視認でき、所定の流量からずれていた場合には各系統に設置したインバータを制御して流量を調整して所定の流量に調整する。本例では、インバータによる流量調整を監視盤５０に表示されたデータを操作者が視認しながら調整しているが、各計測データをパソコンに取り入れ、予め格納したプログラムによる制御で、各系統の流量を自動制御することができる。

この例では、図３において、ミキサー１に、セメント組成物送給部１１を形成する一方のセメント定量供給機１１Ａ、及び他方のパーライト定量供給機１１Ｂ、及びセメント急結剤送給部１２を形成する急結剤定量供給機１２Ａを用いた。

容積式の定量供給機であると、供給中の材料の量にバラツキが生じやすいうえ、供給量が把握できない。気泡コンクリートを構成する材料中、セメント組成物は単位比重が大きく、また、構成比率も大きいため、その供給量のバラツキは気泡コンクリートの品質に大きな影響を与える。図３に示すように、セメント量供給機１１にセメント供給機を載置して気泡コンクリートを構成する材料を重量で把握すると、気泡コンクリートを構成する材料の配合が容易になるばかりでなく、気泡コンクリートの瞬時生成量が読み取れるので、材料の配合及び気泡コンクリートの瞬時生成量がコントロールし易く、品質のよい気泡コンクリートを製造できることになる。運転は、自動運転になっており、スタートボタンを押せば投入順序に従って各材料が投入される。また、配合を変更するときは、予めセットされた配合がＰLCプログラマブルロジックコントローラー）にインプットされており、制御値の所定の量が投入されるので、作業者は配合表に基づき、セメント量の目標値を入力すればよく、あとは微調整すれば済む。

付加的な組成物として本例ではパーライトのような軽量骨材や繊維のようなものを投入しているがこの例に限定されず、幅広く選定することができる。
急結剤も粉体であるが、セメント組成物と全く同じ装置で計量することで供給することができる。急結剤の使用量に応じたスケールを持つロードセルを選択して用いる。

水供給のための定量ポンプには、ダイヤフラムポンプ、プランジャーポンプに代表され
る往復運動で定量を排出するものが使用される。比較的定量性を持つぺーンポンプ、カスケードポンプ、ギヤーポンプが採用されてもよい。スネークポンプあるいはスムースフローポンプが採用されてもよい。
これらのポンプの定量性は、監視盤上で集中して表示した流量計で視認することができ、脈動が生じるようなことがあっても、瞬時値の計測に対応してコントロールを瞬時的に行うことができるので、脈動による影響を小さなものとすることができる。

連続的に送給するセメント組成物の投入量、水の投入量、空気の投入量、及び急結剤及び遅延剤の投入量を監視可能とする監視盤を備え、連続的に送給するセメント組成物の投入量、水の投入量、空気の投入量、及び急結剤及び遅延剤の投入量に基づく時々刻々の各投入量の監視を可能とする。

この気泡コンクリート連続製造装置による気泡コンクリート連続製造方法にあっては、空気導入部７０を設けて、時々刻々瞬時値を計測し、気泡コンクリートを連続製造した例を示す。

空気の流量計は、熱式流量計の進歩で、質量流量の計測が可能になる、空気の圧力、温
度にかかわらず、基準値（0℃（273.15Ｋ）,1atm（101.3kPa））
や標準状態（25℃（298.15Ｋ）,1bar（100.000kPa））で表示することができ、空気投入管理が容易であり、気泡コンクリートの製造を安定的に行うことができる。空気量のコントロールには、電気信号でコントロールする空気流量計を用いてもよい。

気泡コンクリートの比重を計測する気泡コンクリートの重量計測器及び比重を計測する比重マスを備えて生成された気泡コンクリートの比重の時々刻々瞬時値を計測して空気の投入量の時々刻々瞬時値を比較し、気泡コンクリートを連続製造するようにしてもよい。10分間隔で比重を計測し、所定量に比べてズレが生じている場合、投入空気量の調整を行う。したがって、ここでいう時々刻々瞬時値とは、10分間隔計測の計測値ということである。他の計測値についても同様である。10分間隔であっても十分に高品質の気泡コンクリートを製造できる。10分間隔に限定されない。

気泡コンクリートの製造に当たって、通常ポルトランドセメントが使用されるが、その硬化時間は、当該セメントの凝結時間に依存し、かなり長いものとなる。工場などで生産される成形物としての耐火金庫の生産性が悪い。生産性の向上のために、急結剤が組み合わせて用いられてきた。セメント鉱物系の急結剤として、アルミン酸カルシウム類、カルシュウムサルホアルミネート系の急結剤、炭酸ソーダになる急結剤が用いられた。これらの急結剤は、遅延剤と組み合わされることで用いられてきた。

急結剤として、炭酸ソーダ単独でも効果がみられるが、本発明者らは、炭酸ソーダを主成分として水酸化アルミニウムあるいは水酸化カルシウムを組み合わせたセメント急結剤を開発し、セメントの急結効果を得た。

本実施例によれば、監視盤を備え、連続的に送給するセメント組成物の投入量、水の投入量、空気の投入量、及び急結剤及び遅延材の投入量に基づく時々刻々の投入された各投入量の監視を可能となり、気泡コンクリートを短時間での製造を可能とし、ミキサー内部でのセメントの硬化による付着の防止を軽減することで、気泡コンクリート内に均一の気泡を含有させ、混練を容易化して品質の優れた気泡コンクリートを製造することができる。

本実施例になる気泡コンクリートは、耐火用の金庫の金属板構造体の成形に適する。

図１において、気泡コンクリート排出部８から排出された気泡コンクリートは、経路９から直ちに成形体と典型的な金庫１１１の製造のための金庫の製造装置１０１に導出される。気泡コンクリート製造装置１００及び金庫の製造装置１０１から金庫の製造システム１０２が構成されることを説明した。

前述したように、気泡コンクリート連続製造装置が、セメント組成物を連続的に送給するセメント組成物送給部、セメント組成物に別途連続的に水を供給する水送給部、空気を送給する空気送給部、起泡剤を送給する起泡剤送給部、セメントの水和反応を早め、凝結時間を短くする急結剤を送給する急結剤送給部、遅延剤を送給する遅延剤送給部を備え、動作体と静止体との組み合わせになる混練・撹拌手段が前記混練部に設けられ、セメント組成物、セメント急結剤、遅延剤、及び水、空気及び起泡剤から形成された泡の送給を受け、これらを混練する混練部及び製造された気泡コンクリートを排出する気泡コンクリート排出部を有するミキサーを備える。

このときに、重量で、水量がミキサーに投入されるセメント量に対して１/２以上とした水を用いる。例えば典型的には、重量で、ミキサーに投入されるセメント量に対して６０〜６５％とした水を用いる。発泡コンクリートの製造では、典型的には、セメント量に対して４２％とした水が用いられる。

当該水量を持つ水、空気及び起泡剤から泡を形成して前記セメント組成物、及び急結剤又は当該急結剤及び遅延剤に投入し、泡の存在下、前記動作体と静止体との組み合わせによって前記混合体を混練・撹拌して気泡コンクリートを製造する。

図４は、気泡コンクリート製造装置で製造された気泡コンクリートが導入される金庫の断面図である。

気泡コンクリート製造装置１００で製造された気泡コンクリートが直ちに金庫の製造装置１０１に導出されて、金庫の製造に用いられる。

図４において、金庫８１は、本体及び扉の両構成体のそれぞれにおいて、外面を形成す
るための外面板部８２、金庫の内面を形成するための内面板部８３、及び外面板部８２と内面板部８３との間に形成された空間部８４を有する金属板構造体８５に組み立てられる。

金庫製造システム１０２が気泡コンクリート連続製造装置１００に金庫の製造装置１０１を組み合わせされて構成され、金庫１１１が外面を形成するための外面板部８２、金庫の内面を形成するための内面板部８３、及び外面板部８２と内面板部８３との間に形成された空間
部８４を有する金属板構造体８５を備える。
外面板部８２の一部である上側外面板部に気泡コンクリートの導入口８６が設けられる
。気泡コンクリートの導入口８６の位置は任意である。

気泡コンクリートの導入口８６を介して、気泡コンクリート排出部７から排出された気泡コンクリートが金属板構造体８５の空間部８４に充填される。

当該製造された気泡コンクリートを金庫の空間部に収納し、前記外面板部、前記内面板部、及び前記外面板部と前記内面板部との間に形成された気泡コンクリート体からなる金属板構造体を持つ金庫を製造する。

気泡コンクリートの導入口８６を介して気泡コンクリートを導入する設計に替えて、外面板部８２の一部である上側外面板部を載置しないで金属板構造体８５が構成された状態で、上側から気泡コンクリートを空間部８４に流し込み、流し込み終了後に上側外面板部を載置して金属板構造体８５を完成するようにすることもできる。

図５は、本実施例になる気泡コンクリート連続製造装置で製造した気泡コンクリートの顕微鏡写真を示す図である。本実施例に用いられたミキサー１によって製造された気泡コンクリートの性能を示す。

ピン状の動作体３１及びピン状の静止体３２からなる混練・撹拌手段による混練、撹拌によって製造された気泡コンクリートに包含される泡の分布状態を示す。当該写真において、１マスは０．５ｍｍを示す。

図５に示されるように、２種類のピン３１、３２は、互いにジグザクに並置配置による撹拌で、投入された泡を細かくし、気泡コンクリート内に均等して気泡を生成させる。

１００…気泡コンクリート連続製造装置、１０１…金庫の製造装置、１０２…金庫の製造システム、１１１…金庫、１…ミキサー、2…外枠、３…回転体、４…空間部、５…混練部、６…ピン状の動作体３１及びピン状の静止体３２からなる混練・撹拌手段（あるいは混練・撹拌・掻き出し手段）、７…気泡コンクリート排出部、８…回転駆動源、１１…セメント組成物送給部、１２…急結剤送給部、１３…軽量骨材送給部、２０…セメント投入部、３０…気泡投入開口、３１…ピン状の動作体（回転体周りを回転するピン）、３２…ピン状の静止体（静止するピン）、４１…水送給部、４２…遅延剤送給部、４３…空気送給部、４４…希釈水送給部、４５…起泡剤送給部、４６…発泡ノズル、５０…監視盤、５１…水供給系統、５２…遅延剤供給系統、５４…空気供給系統、５５…希釈水供給系統、５６…起泡剤供給系統、６９…発泡ノズル、７０…空気導入部、８０…頭部。

Claims (6)

1. セメント組成物を連続的に送給するセメント組成物送給部、セメント組成物に別途連続
   的に水を供給する水送給部、空気を送給する空気送給部、セメントの水和反応を早め、凝
   結時間を調整する急結剤及び遅延剤を送給する急結剤送給部及び遅延剤送給部を備え、セメント組成物、水、空気、急結剤及び遅延剤の送給を受け、これらを混練する混練部及び生成された気泡コンクリートを排出する気泡コンクリート排出部を有するミキサーを備えた気泡コンクリート連続製造装置において、
   前記ミキサーが、円筒形の外枠と、該外枠の中心を中心として配置される回転体と、回
   転体の回転駆動源と、前記外枠の内面と前記回転体の外面との間に形成される空間部に設
   けた前記混練部と、を備え、当該混練部に動作体と静止体との組み合わせになる混練・撹拌手段を備えて構成され、当該動作体と静止体との組み合わせ位置の近傍の外枠に、水、空気及び起泡剤から形成された泡を投入する泡投入口を持つこと
   を特徴とする気泡コンクリート連続製造装置。
2. 請求項１に記載された気泡コンクリート連続製造装置において、連続的に送給するセメント組成物の投入量、水の投入量、空気の投入量、起泡剤の投入量、及び急結剤の投入量及び遅延材の投入量を監視盤に表示して、連続的に送給するセメント組成物の投入量、水の投入量、空気の投入量、起泡剤の投入量、及び急結剤の投入量及び遅延剤の投入量を監視可能とすることを特徴とする気泡コンクリート連続製造装置。
3. 請求項１又は２に記載された気泡コンクリート連続製造装置による気泡コンクリート連
   続製造方法において、
   気泡コンクリートの重量を計測する気泡コンクリートの重量計測器及び比重を時々刻々に計測する比重マスを備えて、空気の投入量の時々刻々瞬時値を計測し、気泡コンクリートを連続製造することを特徴とする気泡コンクリート連続製造装置による気泡コンクリート連続製造方法。
4. セメント組成物を連続的に送給するセメント組成物送給部、セメント組成物に別途連続
   的に水を供給する水送給部、空気を送給する空気送給部、セメントの水和反応を早め、凝
   結時間を調整する急結剤及び遅延剤を送給する急結剤送給部及び遅延剤送給部を備え、セメント組成物、水、空気、急結剤及び遅延剤の送給を受け、これらを混練する混練部及び生成された気泡コンクリートを排出する気泡コンクリート排出部を有するミキサーを備え、
   前記ミキサーが、円筒形の外枠と、該外枠の中心を中心として配置される回転体と、回
   転体の回転駆動源と、前記外枠の内面と前記回転体の外面との間に形成される空間部に設
   けた前記混練部と、を備え、当該混練部に動作体と静止体との組み合わせになる混練・撹拌手段を備えて構成された気泡コンクリート連続製造装置による気泡コンクリート連続製造方法において、
   当該動作体と静止体との組み合わせ位置の近傍の外枠に、水、空気及び起泡剤から形成された泡を投入し、泡の存在下、前記動作体と静止体との組み合わせによって混練・撹拌して気泡コンクリートを製造すること
   を特徴とする気泡コンクリート連続製造装置による気泡コンクリート連続製造方法。
5. 円筒形の外枠と、該外枠の中心を中心として縦方向に配置される回転体と、回転体の回転駆動源と、前記外枠の内面と前記回転体の外面との間に形成される空間部に設けた混練部と、を備え、前記混練部にピン状の動作体とピン状の静止体との組み合わせになる混練・撹拌手段を備えて構成された竪型ミキサーによる気泡コンクリート連続製造方法において、
   当該竪型のミキサーに、セメント組成物、セメント凝結時間調整剤を投入し、及び前記ピン状の動作体と前記ピン状の静止体との組み合わせ位置の近傍で、水、空気及び起泡剤で形成された前記泡を投入し、泡の存在下、セメント組成物、セメント凝結時間調整剤を混練・撹拌して気泡コンクリートを連続製造することを特徴とするミキサーによる気泡コンクリート連続製造方法。
6. 気泡コンクリート連続製造装置に金庫の製造装置を組み合わせ、
   前記金庫の製造装置で製造される前記金庫が、前記金庫が外面を形成するための外面板部、前記金庫の内面を形成するための内面板部を備え、前記外面板部と前記内面板部との間に形成された空間部を有する金属板構造体を備え、
   前記気泡コンクリート連続製造装置が、セメント組成物を連続的に送給するセメント組成物送給部、セメント組成物に別途連続的に水を供給する水送給部、空気を送給する空気送給部、セメントの水和反応を早め、凝結時間を調整する急結剤及び遅延剤を送給する急結剤送給部及び遅延剤送給部を備え、セメント組成物、水、空気、急結剤及び遅延剤の送給を受け、これらを混練する混練部及び生成された気泡コンクリートを排出する気泡コンクリート排出部を有するミキサーを備え、前記ミキサーが、円筒形の外枠と、該外枠の中心を中心として配置される回転体と、回転体の回転駆動源と、前記外枠の内面と前記回転体の外面との間に形成される空間部に設けた前記混練部と、を備え、
   前記気泡コンクリート連続製造装置で製造された気泡コンクリートが前記金庫製造シス
   テムに供給されて前記金庫が製造される金庫製造システムによる金庫の製造方法において、
   前記ミキサーに前記セメント組成物、及びセメント急結剤及び遅延剤に投入し、前記気泡コンクリートの生成に際して、重量で、水量が前記ミキサーに投入される気泡コンクリートの全量に対して１/２以上とした水を用い、当該水量を持つ水、空気及び起泡剤から泡を形成し、泡の存在下、前記動作体と静止体との組み合わせによって前記セメント組成物、及びセメント急結剤及び遅延剤を混練・撹拌して気泡コンクリートを製造し、
   当該製造された気泡コンクリートを金庫の空間部に収納し、前記外面板部、前記内面板
   部、及び前記外面板部と前記内面板部との間に形成された気泡コンクリート体からなる金
   属板構造体を持つ金庫を製造すること
   を特徴とする金庫製造システムによる金庫の製造方法。

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