JP2591943B2 - 繊維補強複合材料の吹付方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は繊維補強複合材の吹付方法及びその装置であ
つて、補強繊維を均一に混合分散した繊維補強複合材料
の吹付方法及び装置に関するものである。

〔従来の技術〕

土木，建築分野ではセメント等の無機質水硬性材料，
骨材等に、金属繊維又はガラス繊維等の繊維を補強材と
して混入し、吹付ける方法が広く行われている。

しかし、金属繊維混入セメントは壁面に吹付けた際金
属繊維の重量が重いため、壁面からのハネ返りが多く、
吹付当初は金属繊維のきわめて少ないセメント層を形成
し、金属繊維の不均一なセメント層を形成するという欠
点がある。また、セメントで完全に被覆されていない金
属繊維は大気中で腐蝕し、セメントで完全に被覆された
としても海砂や飛来塩分によつて腐蝕する可能性があ
り、補強材として充分な役割を果し得ないというおそれ
もある。

他方、セメント等の無機質水硬性材料にガラス短繊維
（チヨツプドストランド）を混入することも知られてい
る。

一般に補強材としての繊維をセメント等に混入するこ
とは困難であり、そのため従来オムニミキサー等の如く
特殊な専用機械を使用している。

しかし、オムニミキサー等の特殊専用機械は、土木，
建築現場での適用性，汎用性を著るしく欠くことのほか
に、オムニミキサーによる混合撹拌又はエアー圧送の場
合、チヨツプドストランドが解繊又は破損し、その結果
表面積の大きい短繊維に対する水分吸着現象を起こし、
補強効果の指標であるタフネスがなく、しかもガラス繊
維が層状に配向したものとなり、従つてガラス繊維の分
散性に劣ると共にセメント中のアルカリと容易に反応
し、硬化後の繊維補強材料の補強効果を充分に発揮でき
ないという欠点がある。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上述従来の欠点を改善し、ガラス繊維その他
補強に供される短繊維の解繊又は損傷を防止すると共
に、該短繊維の均一分散性を図り、もつて充分な繊維補
強効果を得ると共に、施行現場において簡単に吹付けが
達成できる繊維補強セメントの吹付方法及びその装置を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本出願の第１の発明は、ガラス繊維その他有機質又は
無機質繊維の短繊維をセメント等の無機質水硬性材料，
骨材及び水等の混合物からなる繊維補強複合材料を吹付
けるに当り、セメント等の無機質水硬性材料，骨材を圧
搾空気により吹付ノズルに圧送供給すると共に、前記短
繊維を別個に圧搾空気で吹付ノズルを含む混合域に供給
し、該混合域で前記短繊維を前記無機質水硬性材料，骨
材に乾式で混合した後これに水を供給し、当該吹付ノズ
ル内で混合撹拌しつつ吹付ける繊維補強複合材料の吹付
方法である。

また、第２の発明は先端に吹付ノズルを有し、かつ、
セメント等の無機質水硬性材料又は骨材等を圧搾空気で
圧送する圧送装置に連結されているメインホースを有す
る吹付装置において、先端部の吹付ノズルの基部に給水
パイプが連通されており、他方前記吹付ノズル基部近傍
の前記圧送路には、別個の圧搾空気の圧送装置に連結さ
れている短繊維の導入パイプが連通されている繊維補強
複合材料の吹付装置である。

〔作用〕

第２の発明の吹付装置における短繊維の導入パイプ
は、メインホースより直径の小なるものであつて、先端
部の吹付ノズル近傍のメインホース周壁を外側から内側
に連通されており、内側の部分はメインホース内のセメ
ント等の無機質水硬性材料，骨材の圧送方向で、かつ、
メインホースの軸に沿つて折曲げられ、前記吹付ノズル
の僅か手前の位置に開口しており、さらに圧送方向前方
の吹付ノズル基部に給水パイプが連通されている。

尚、前記吹付装置のメインホースの他端は、セメント
等の無機質水硬性材料又は骨材を圧搾空気で圧送する圧
送装置に連結している。

第２の発明の装置を用いて繊維補強複合材料を吹付け
るには、メインホース他端に取付けられている圧送装置
を稼動させ、セメント等の無機質水硬材料又は骨材のみ
を圧搾空気でメインホース内に供給する。それと共に、
吹付ノズル基部近傍の圧送路に連通している短繊維の導
入パイプから所定量の短繊維を圧搾空気で圧送し、メイ
ンホース内のセメント等の無機質水硬性材料，骨材に供
給する。本発明で使用する短繊維はガラス繊維のほかア
ラミド繊維，炭素繊維，金属繊維等の補強に供される有
機質繊維，無機質繊維等の各種の短繊維が使用できる。

前記のように短繊維を圧送，混合した時点では、水は
全く使用されていないため、所謂乾式の状態で混合さ
れ、その後、吹付ノズル基部の給水パイプから所定量の
水が供給され、吹付ノズル内部で混合撹拌されつゝ吹付
ノズルから吹付けられる。

即ち、本発明は、繊維補強複合材料は、予じめ短繊維
をセメント等の無機質水硬性材料に混合することなく、
吹付ノズル近傍に於て圧送されてくるセメント等の無機
質水硬性材料に見合う僅かづゝの短繊維を乾式混合し、
さらに水を供給して混合撹拌するため、従来のオムニミ
キサーの如き特殊専用機械を使用していないため、短繊
維の解繊又は損傷は殆んどない。

また、本発明はメインホースで圧送されているセメン
ト等の無機質水硬性材料又は骨材に、見合う僅かづつの
短繊維を別個の圧搾空気で連続的に供給して混合するた
め、短時間で短繊維を均一に混合することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の装置の一実施例を示したものである
が、つぎに図示例によつて本発明を具体的に説明する。
尚、図示例は補強繊維としてガラス繊維を使用したもの
である。メインホース１の先端部に吹付ノズル２が取付
けられている。該メインホース１の先端にはステイール
製の筒３が取付けられており、さらにその先端に、ウオ
ーターリング４を介して吹付ノズル２が取付けられてお
り、他方該ステイール製の筒３の後端部にゴム製のフレ
キシブルオース５が取付けられている。

尚、前記フレキシブルホース５の他端は、図示を省略
したが、セメント等の無機質水硬性材料，骨材をメイン
ホース１に圧送するための圧送装置に連結されている。

前記ウオーターリング４には、給水ホース６が取付け
られている。また、前記筒３の周壁を外側から内側に、
該筒３の直径より小さい直径の導入パイプ７が先端を吹
付ノズル２に向けて斜めに連通されている。

該導入パイプ７は、筒３の内側において、筒３の軸に
沿つて折曲げられ、吹付ノズル２の基部の僅か手前の位
置に開口している。尚、該導入パイプ７の先端開口位置
は、適宜前後に調整できるようになつている。

本発明の装置で吹付施工するには先づ常法に従つてフ
レキシブルホース５他端の圧送装置を稼動させてセメン
ト等の無機質水硬性材料，骨材を圧搾空気によつてメイ
ンホース１内へ圧送する。

それと同時に、メインホース１の筒３に連通されてい
る導入パイプ７から所定量のチヨツプドストランドをメ
インホース１内を圧送されているセメント等の無機質水
硬性材料又は骨材中に供給する。この場合、チヨツプド
ストランドの供給は、別個の圧搾空気によって供給し、
またその量は該圧搾空気の圧力を適宜調節することによ
って、その供給量を調整することができる。

本発明はチヨツプドストランドに形成されているもの
を供給するものであるが、場合によりロービングを切断
し、チヨツプドストランドとして使用することもでき
る。

第２図及び第３図は、ロービングを切断してチヨツプ
ドストランドを製造する切断装置であつて、架台８上面
に圧搾空気で駆動する回転カツター９が取付けられてお
り、該カツター９の切断部直下にチヨツプドストランド
の取出パイプ10が取付けられたものである。

即ち、圧搾空気を供給して回転カツター９を回転し、
これにロービング11を送り込んで所定の長さのチヨツプ
ドストランドに連続的に切断し、該チヨツプドストラン
ドを取出パイプ10から取出し、これを直接前記吹付装置
の導入パイプ７へ供給すればよい。

前記の切断装置は構造簡単なものであり、これを直接
吹付現場に搬入し、ロービング11から直接チヨツプドス
トランドを製造できるため、吹付施工の能率化が図られ
る。尚、第１図における前記筒３は必らずしもステイー
ル製である必要はなく、アルミニウム若しくはアルミニ
ウム合金又はセラミツク製でもよい。また、第２図及び
第３図における回転カツタ９は電動回転カツターであつ
てもよい。

第４図はモルタル単独，金属繊維入り複合材料及び本
発明で得られたチヨツプドストランド入り複合材料の曲
げ強度と材令との関係、第５図は第４図と同一材料の夫
々圧縮強度と材令との関係を示したものである。

第４図及び第５図から明らかなように本発明によつて
得られたチヨツプドストランド入り複合材料は、曲げ強
度は金属繊維入り複合材料より優れており、また圧縮強
度でも金属繊維入り複合材料に匹敵する強度を得ること
ができる。

第６図は繊維強度複合材料の撓みに対する曲げ荷重の
グラフである。尚、この場合の試験条件は、何れも水／
セメント＝50％，セメント／砂＝1/3,V_f（セメント容量
％）＝1.5％及び材令１日であり、また供試体寸法は15
×15×53cmである。

第６図から明らかなように、本発明の方法で得られる
繊維補強複合材料は、従来法に比較して大巾にタフネス
を改善できることが認められる。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明は繊維補強複合材料を吹付けるに当
り、吹付直前に補強繊維の短繊維を乾式でセメント等の
無機質水硬性材料又は骨材に混合した後、これに水を加
えて吹付ノズル内で撹拌混合しつゝ吹付けるものである
から、短繊維の解繊又は損傷は殆んどなく、しかも均一
に混合できるから充分な繊維補強効果を得ることができ
る。

また、本発明は吹付直前に乾式で短繊維を混合できる
ため、装置が簡単、かつ、コンパクトであり、土木建築
等の吹付施工現場で簡単に取扱うことができるため吹付
施工能率を大巾に向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例の説明図、第２図はロ
ービング切断装置の一例の平面図、第３図はその正面
図、第４図は曲げ強度と材令の関係を示すグラフ、第５
図は圧縮強度と材令の関係を示すグラフ、第６図は撓み
と曲げ荷重との関係を示すグラフである。 1:メインホース、2:吹付ノズル、3:ステイール製筒、4:
ウオータリング、5:フレキシブルホース、6:給水ホー
ス、7:導入パイプ、8:架台、9:回転カッター、10:取出
パイプ、11:ロービング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 肇 横須賀市南浦賀７の１ (72)発明者 峰松 敏和 習志野市３の７の２，103 (72)発明者 田中 喜樹 東京都江戸川区南葛西１−１，１−411 (56)参考文献 特開 昭53−54830（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラス繊維その他有機質繊維又は無機質繊
   維の短繊維とセメント等の無機質水硬性材料、骨材及び
   水等の混合物からなる繊維補強複合材料を吹付けるに当
   り、セメント等の無機質水硬性材料、骨材を圧搾空気に
   より吹付ノズルに圧送供給すると共に、前記短繊維を別
   個に圧搾空気で吹付ノズルを含む混合域に供給し、該混
   合域で無機質水硬性材料、骨材に乾式で混合した後これ
   に水を供給し、当該吹付ノズル内で混合撹拌しつつ吹付
   けることを特徴とする繊維補強複合材料の吹付方法。
2. 【請求項２】先端に吹付ノズルを有し、かつ、セメント
   等の無機質水硬性材料、骨材等を圧搾空気で圧送する圧
   送装置に連結されているメインホースを有する吹付装置
   において、先端部の吹付ノズルの基部に給水パイプが連
   通されており、他方前記吹付ノズル基部近傍の前記圧送
   路には、別個に圧搾空気の圧送装置に連結されている短
   繊維の導入パイプが連通されていることを特徴とする繊
   維補強複合材料の吹付装置。
3. 【請求項３】短繊維の導入パイプの他端が、繊維切断装
   置を介して別個の圧搾空気の圧送装置に連結されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の繊維補強
   複合材料の吹付装置。