JP4464303B2 - ポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物及びそれを用いた湿式吹付け施工方法 - Google Patents
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Description
本発明のもう一つの目的は、係るポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物を用いることにより、枠掛け作業といった煩雑な工程を要することなく、工期の大幅な短縮が可能な湿式吹付け施工方法を提供することである。
本発明のポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物は、かさ比重が1.0以下の軽量耐火性骨材、アルミナセメント及び平均粒径75μm以下の耐火性微粉からなる耐火組成物に分離防止剤及び水を添加し、十分な作業性が得られるように混練したものである。
(A-1-1) 軽量耐火性骨材
本発明で使用する軽量耐火性骨材は、1.0以下のかさ比重を有する。かさ比重1.0以下の軽量耐火性骨材を含有するポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物は、優れた断熱性及び耐火性を示す。かさ比重がこの範囲内であれば、その構造は特に限定されない。例えば多孔質、中空質及びこれらの混合物のいずれでも良い。軽量耐火性骨材の好ましいかさ比重は、0.75以下である。
耐火組成物に配合するアルミナセメントは特に限定されず、一般的なものを用いることができる。好ましいアルミナセメントとしてJIS1種、2種及び3種クラスのものが挙げられる。これらを用いることにより高耐火性、高養生強度並びに高温強度を有する断熱キャスタブル耐火物の施工体を得ることができる。
本発明で使用する耐火性微粉は平均粒径75μm以下であり、平均粒径30μm以下のものが好ましい。平均粒径75μm超であると、ポンプ圧送に適した流動性を得られない。本発明の効果を阻害しない限り、耐火性微粉の種類は特に限定されないが、電融アルミナ、焼結アルミナ又は仮焼アルミナ等のアルミナ微粉を使用するのが好ましい。アルミナ微粉を用いることにより、得られる施工体の耐火性及び強度を向上させることができる。
本発明のポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物においては、軽量耐火性骨材(体積V1)と、耐火性微粉(体積V2)と、アルミナセメント(体積V3)の合計(V1 + V2+ V3)に対する軽量耐火性骨材の容積配合比が0.65〜0.85の範囲内であることが重要である。軽量耐火性骨材の容積配合比rは下記式(1)
r = V1 / (V1 + V2+ V3) ・・・(1)
(ただし式(1) 中、V1は軽量耐火性骨材の体積を示し、V2は耐火性微粉の体積を示し、V3はアルミナセメントの体積を示す。)により表される。
本発明に用いる分離防止剤は水溶性であり、溶解することにより水溶液の粘性を増大させる。このため分離防止剤を含有すると、ポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物の流動性が低くなり過ぎない。従って分離防止剤により(a) 軽量耐火性骨材とマトリックス部分の分離を防止ししつつ、(b) ポンプ加圧による軽量耐火性骨材の吸水を抑制し、安定した流動性を確保する、という効果が得られる。このような効果を有する分離防止剤として、従来から水溶性高分子が広く知られている。
水の添加量は、耐火組成物100質量%に対して35質量%以上が好ましい。添加水量が35質量%未満であると、断熱性の十分な施工体を得ることができない。より好ましい添加水量は40〜130質量%であり、特に好ましい添加水量は50〜90質量%である。
軽量耐火性骨材を含有する断熱キャスタブル耐火物のポンプ圧送上の問題点として、
(1) 軽量耐火性骨材とマトリックス部分(場合によっては、水を含む。)が分離し易い、
(2) ポンプ圧送時の加圧によって軽量耐火性骨材が吸水して自由水が減少し、流動性が悪化する、
というものが挙げられる。軽量耐火性骨材とマトリックス部分との分離には(a) 材料をホッパー等に放置した際に、骨材、マトリックス部分(及び水)の比重差よって起こるものと、(b) ポンプ圧送の際に、骨材は配管の中心部に集積し易く、マトリックス部分は配管の周辺部に集積し易いという流動性の差に起因して起こるものとがある。本発明は主として上記(1) の問題の解決を目的としている。
(1) JIS R 2521に準拠して測定したフロー値を測定する。ただし15回の落下運動は行わず、無振動状態で3分間放置した後のフロー値を採用する。
(2) 図1に概略的に示すV漏斗試験機を用いて、材料の流出時間(以下、単に「V漏斗流下時間」という。)を測定する。具体的には、下端開口部2に蓋3をした状態で上端開口部1からV漏斗試験機に材料を入れ、試験機内を材料で充填した後、蓋3を外して下端開口部2から材料を流出させ、下端開口部2から全ての材料が流出するのに要する時間を測定する。V漏斗試験機のサイズは、上端開口部1:30×270 mm、下端開口部2:30×30 mm、上端開口部から直胴部までの長さA:240 mm、直胴部の長さB:60 mmである。
本発明のポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物には、上述の各構成成分の他に発明の効果を阻害しない範囲で、その他の成分を含有しても良い。その他の成分は特に限定されず、断熱キャスタブル耐火物の添加物として一般的なものを使用できる。例えば分散剤、可使・硬化調整剤、気泡材等が挙げられる。
(B-1) 吹付け装置
図2は、本発明の湿式吹付け施工方法に使用する吹付け装置の一例を示す。図2に示す吹付け装置は圧送ポンプ4と、圧送ポンプ4に接続された圧送用配管5と、圧送用配管5の先端に急結剤注入器7を介して取り付けられた吹付けノズル6とからなる。急結剤注入器7には、定量ポンプ8及びコンプレッサ9から圧搾空気とともに急結剤が送られるようになっている。
急結剤はポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物Cを瞬時に保形し、被施工体面Fに接着させるものが好ましい。そのような急結剤を添加することにより、被施工体面Fで断熱キャスタブル耐火物Cが流れてしまうのを防止することができる。急結剤の形態は特に限定されず、粉末状のものも溶液状のものも使用することができる。
軽量耐火性骨材としてCaO・6Al2O3組成の多孔質骨材(かさ比重0.65)又はAl2O3組成の中空質骨材(かさ比重0.68)を使用し、アルミナセメントとしてCaO・Al2O3(60質量%)とCaO・2Al2O3(40質量%)とを含有するJIS2種相当のもの(見かけ比重2.95)を使用し、耐火性微粉としてAl2O3含有量99.8質量%の仮焼アルミナ微粉(見かけ比重3.98)を使用して表3に示す配合割合で断熱キャスタブル耐火物を作製した。なお軽量耐火性骨材のかさ比重、耐火性微粉とアルミナセメントの見かけ比重及び軽量耐火性骨材の容積配合比rは、それぞれ以下に示すように求めた。
軽量耐火性骨材のかさ比重:JIS R 2205に準じて測定した。
耐火性微粉及びアルミナセメントの見かけ比重:液浸透法によりピクノメータを用いて測定した。
耐火組成物に対する軽量耐火性骨材の容積配合比r:下記式(2)
(ただし式(2) 中、M1は軽量耐火性骨材の質量を示し、d1は軽量耐火性骨材のかさ比重を示し、M2は耐火性微粉の質量を示し、d2は耐火性微粉の見かけ比重を示し、M3はアルミナセメントの質量を示し、d3はアルミナセメントの見かけ比重を示す。)により表される値とした。
表4に示す組成を有するように各構成要素を配合した以外実施例1〜6と同様にして、断熱キャスタブル耐火物を作製した。得られた断熱キャスタブル耐火物に急結剤としてケイ酸リチウム溶液を添加しながら湿式吹付けし、ポンプ及び圧送用配管の閉塞状況を観察した。
2・・・下端開口部
3・・・蓋
4・・・圧送ポンプ
5・・・圧送用配管
6・・・吹付けノズル
7・・・急結剤注入器
8・・・定量ポンプ
9・・・コンプレッサ
Claims (9)
- かさ比重1.0以下の軽量耐火性骨材、平均粒径75μm以下のアルミナ微粉及びアルミナセメントからなる耐火組成物と、分離防止剤とを水で混練してなるポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物であって、前記軽量耐火性骨材のうち90質量%以上がAl 2 O 3 であり、前記分離防止剤がウエランガム及び/又はキサンタンガムであるとともにその添加量が前記耐火組成物100質量%に対して0.01〜0.1質量%(外割)であり、前記軽量耐火性骨材と、前記アルミナ微粉と、前記アルミナセメントの合計に対する前記軽量耐火性骨材の容積配合比が0.65〜0.85であることを特徴とするポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物。
- 請求項1に記載のポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物において、前記軽量耐火性骨材がCaO・6Al2O3組成であり、かつ多孔質であることを特徴とするポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物。
- 請求項1又は2に記載のポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物において、前記水の添加量は前記耐火組成物100質量%に対して35質量%以上(外割)であることを特徴とするポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物。
- 請求項1〜3のいずれかに記載のポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物において、前記ポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物はフロー値200 mm以上であり、且つV漏斗流下時間60秒以下であることを特徴とするポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物。
- かさ比重1.0以下の軽量耐火性骨材、平均粒径75μm以下のアルミナ微粉及びアルミナセメントからなる耐火組成物と、分離防止剤とを水で混練し、得られたポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物を圧送ポンプ及び圧送用配管を用いて吹付けノズルまで搬送し、圧搾空気及び急結剤とともに吹付ける施工方法であって、前記軽量耐火性骨材のうち90質量%以上がAl 2 O 3 であり、前記分離防止剤がウエランガム及び/又はキサンタンガムであるとともにその添加量が前記耐火組成物100質量%に対して0.01〜0.1質量%(外割)であり、前記軽量耐火性骨材と、前記アルミナ微粉と、前記アルミナセメントの合計に対する前記軽量耐火性骨材の容積配合比を0.65〜0.85とすることを特徴とするポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物の湿式吹付け施工方法。
- 請求項5に記載の湿式吹付け施工方法において、前記軽量耐火性骨材としてCaO・6Al2O3組成であって多孔質のものを用いることを特徴とするポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物の湿式吹付け施工方法。
- 請求項5又は6に記載の湿式吹付け施工方法において、前記水の添加量を前記耐火組成物100質量%に対して35質量%以上(外割)にすることを特徴とするポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物の湿式吹付け施工方法。
- 請求項5〜7のいずれかに記載の湿式吹付け施工方法において、前記ポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物のフロー値を200 mm以上とし、且つV漏斗流下時間を60秒以下とすることを特徴とするポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物の湿式吹付け施工方法。
- 請求項5〜8のいずれかに記載の湿式吹付け施工方法において、前記急結剤の添加量を前記耐火組成物100質量%に対して固形分換算で0.1〜3.0質量%とすることを特徴とするポンプ圧送用断熱キャスタブル耐火物の湿式吹付け施工方法。
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