JP5164781B2 - 硫黄固化体の打設方法及び打設装置 - Google Patents

Description

本発明は、加熱されて溶融状態の硫黄含有資材を、加熱又は予熱された材料導入管を介してその下方に配置された上面開口型の型枠の底部から上部に向けて所定の高さに至るまで上昇させて打設し、上記材料導入管を上記型枠内から引き抜いた後に、該型枠内の硫黄含有資材を冷却させて硫黄固化体を成型する硫黄固化体の打設方法及びその方法の実施に使用する打設装置に係るものである。

一般に、土木用、建設用の資材として、骨材をセメントで結合させたコンクリートが用いられている。これに対して、近年、常温では固体でありおよそ119℃〜159℃に加熱されると溶融するという硫黄の性質に着目し、この硫黄に所定の試料を配合して、土木用、建設用の資材の一つとして利用することが試みられている。上記硫黄を使用した硫黄含有資材は、セメントを使用する通常のコンクリートに比べて高強度で遮水性に優れ、かつ耐酸性の高い材料として知られている。そして、硫黄含有資材は、通常のコンクリートと仕上がりや取り扱いが見かけ上類似していることから、固化したものは硫黄コンクリート又は硫黄固化体と呼ばれることがある（例えば、特許文献１参照）。

ここで、硫黄は着火性を有しており危険物扱いであるので、現場で溶融し打設固化して施工することが困難である。このような状況を改善するために、溶融硫黄に添加剤として硫黄改質剤を混合してその硫黄を変性し、改質硫黄を製造することが試みられている。また、この改質硫黄と微粉末とを混合して溶融状態の改質硫黄中間資材を製造すること、及び、この改質硫黄中間資材と骨材とを混合しこれを固化させて改質硫黄固化体を製造することが試みられている（例えば、特許文献２参照）。

そして、上述のような溶融状態の硫黄含有資材（又は改質硫黄中間資材）を冷却固化させて硫黄固化体（又は改質硫黄固化体）を成型するには、所定の形状をした型枠内に上記硫黄含有資材を上から流し込んで冷却固化させていた。

例えば、硫黄１体積部に対して鉱物質微粉末１体積部以上〜２０体積部以下を配合した混合物を、型枠に入れて硫黄の融点以上に加熱後、突き棒を用いて所定の圧力を加えて圧密することにより自型性を有する成形体とした硫黄コンクリート製品がある（例えば、特許文献３参照）。また、重量比で硫黄１と鉱物質粉末ないしは鉱物質粉末とコンクリート用骨材２．５以上４未満を１２０〜１６０℃で混合したものを型枠に入れて、振動を加えながら加圧成形することにより硫黄組成物成形体を製造するものがある（例えば、特許文献４参照）。

特開２００４−１６０６９３号公報 特開２００５−８２４７５号公報 特開２０００−７２５２３号公報 特開２０００−２８１４２５号公報

ここで、上述のような溶融状態の硫黄含有資材は、硫黄の固化温度（約119℃）を下回った時点で固化し始めて、通常のコンクリート以上の高強度まで固化する。この場合、上記型枠内に上から流し込んで充填された溶融状態の硫黄含有資材は、冷却して固化する過程において収縮するので、型枠の上面部まで一杯に充填しても硫黄含有資材が沈下して硫黄固化体の上部又は内部に空洞ができたり、上面が陥没したり、表面に気泡ができ易いものであった。したがって、硫黄固化体の仕上がりがきれいではなく製品価値が劣るものであった。また、空洞が大きい場合は、補修不可能な場合があった。

これに対して、上記特許文献３に記載されているように、型枠内に充填された混合物に対して突き棒を用いて所定の圧力を加えて圧密することにより自型性を有する成形体としたり、特許文献４に記載されているように、型枠内に充填された混合物に対して振動を加えながら加圧成形したとしても、混合物を型枠内に上から流し込んだ際に巻き込まれた空気塊を該混合物から全て抜け出させることはできず、成型された硫黄固化体の上部又は内部に空洞ができたり、上面が陥没したり、表面に気泡ができることがあった。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、成型された硫黄固化体の上部又は内部に空洞ができたり、上面が陥没したり、表面に気泡ができたりしないようにする硫黄固化体の打設方法及びその方法の実施に使用する打設装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による硫黄固化体の打設方法は、硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱されて溶融状態の硫黄含有資材を、上記設定温度範囲内に加熱又は予熱された材料導入管を介して下方へ導き、該材料導入管の下方に配置された上面開口型の型枠の内部底面に接近して挿入された上記材料導入管の下端注入口から上記硫黄含有資材を上記型枠内に充填し、上記型枠の内部に充填された硫黄含有資材が上記型枠の底部から上部に向けて所定の高さに至るまで上昇させて打設し、その後、上記材料導入管を上記型枠内から引き抜いて該型枠内の硫黄含有資材を冷却させて硫黄固化体を成型するものである。

このような構成により、硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱されて溶融状態の硫黄含有資材を、加熱又は予熱された材料導入管を介してその下方に配置された上面開口型の型枠の底部から上部に向けて所定の高さに至るまで上昇させて打設し、上記材料導入管を上記型枠内から引き抜いた後に、該型枠内の硫黄含有資材を冷却させて硫黄固化体を成型する。これにより、成型された硫黄固化体の上部又は内部に空洞ができたり、上面が陥没したり、表面に気泡ができたりしないようにして硫黄固化体を打設する。

また、上記型枠内への硫黄含有資材の充填は、該型枠に振動を加えながら充填するようにしてもよい。これにより、上記型枠に振動を加えながら該型枠内に硫黄含有資材を充填する。

そして、本発明による硫黄固化体の打設装置は、硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱する手段が付設され、上記設定温度範囲内に加熱されて溶融状態の硫黄含有資材を内部に収容する材料ホッパと、上端が上記材料ホッパの底部投入口に接続され、下端が上記材料ホッパの下方に配置された上面開口型の型枠の内部底面に接近して挿入され、少なくとも上半部には硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱する手段が付設されて、上記溶融状態の硫黄含有資材を下方へ導く材料導入管と、を備え、上記材料導入管の下端注入口から上記硫黄含有資材を上記型枠内に充填し、上記型枠の内部に充填された硫黄含有資材が上記型枠の底部から上部に向けて所定の高さに至るまで上昇させて打設するものである。

このような構成により、硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱する手段が付設された材料ホッパの内部に、上記設定温度範囲内に加熱されて溶融状態の硫黄含有資材を収容し、上端が上記材料ホッパの底部投入口に接続され、下端が上記材料ホッパの下方に配置された上面開口型の型枠の内部底面に接近して挿入され、少なくとも上半部には硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱する手段が付設された材料導入管により、上記溶融状態の硫黄含有資材を下方へ導き、上記材料導入管の下端注入口から上記硫黄含有資材を上記型枠内に充填し、上記型枠の内部に充填された硫黄含有資材が上記型枠の底部から上部に向けて所定の高さに至るまで上昇させて打設する。これにより、成型された硫黄固化体の上部又は内部に空洞ができたり、上面が陥没したり、表面に気泡ができたりしないようにして硫黄固化体を打設する。

また、上記材料導入管の途中には、その内部を通る溶融状態の硫黄含有資材の通路を開閉する開閉弁を設けてもよい。これにより、上記材料導入管の途中に設けられた開閉弁によって、該材料導入管の内部を通る溶融状態の硫黄含有資材の通路を開閉する。

さらに、上記材料ホッパ及び材料導入管の外周面は、内部の温度低下を防ぐ保温材で覆ってもよい。これにより、上記材料ホッパ及び材料導入管の外周面を覆った保温材で、材料ホッパ及び材料導入管の内部の温度低下を防ぐ。

さらにまた、上記保温材は、上記材料導入管の長手方向にて少なくとも型枠内に挿入されて上記硫黄含有資材に埋没する部分を覆う範囲についてはシリコンゴムから成るものとしてもよい。これにより、シリコンゴムから成る保温材によって、上記材料導入管の長手方向にて少なくとも型枠内に挿入されて上記硫黄含有資材に埋没する部分を覆う範囲については、該硫黄含有資材が付着しにくくする。

また、上記材料導入管は、その略中間で上下に二分割され、上部導入管のみに硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱する手段が付設され、この上部導入管に対し下部導入管が接続手段で着脱可能に接続されるようにしてもよい。これにより、材料導入管が略中間で上下に二分割され、上部導入管のみに硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱する手段が付設され、この上部導入管に対し下部導入管が接続手段で着脱可能に接続されるようにされた材料導入管によって、上記設定温度範囲内に加熱されて溶融状態の硫黄含有資材を下方へ導く。

さらに、上記上部導入管の下端近傍には、その内部を通る溶融状態の硫黄含有資材の通路を開閉する開閉弁を設けてもよい。これにより、上記上部導入管の下端近傍に設けられた開閉弁によって、該上部導入管の内部を通る溶融状態の硫黄含有資材の通路を開閉する。

さらにまた、上記材料ホッパ及び上部導入管の外周面は、内部の温度低下を防ぐ保温材で覆い、上記下部導入管の外周面は、シリコンゴムから成る保温材で覆ってもよい。これにより、上記材料ホッパ及び上部導入管の外周面を覆った保温材で、材料ホッパ及び上部導入管の内部の温度低下を防ぎ、上記下部導入管の外周面を覆った保温材で、硫黄含有資材が付着しにくくする。

また、上記材料ホッパ及び上部導入管の外周面は、内部の温度低下を防ぐ保温材で覆い、上記下部導入管は、予熱可能な下地材料をそのまま露出したものとしてもよい。これにより、予熱可能な下地材料から成る下部導入管については、下地材料をそのまま露出して保温材で覆わなくてもよい。

請求項１に係る硫黄固化体の打設方法によれば、硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱されて溶融状態の硫黄含有資材を、加熱又は予熱された材料導入管を介してその下方に配置された上面開口型の型枠の底部から上部に向けて所定の高さに至るまで上昇させて打設し、上記材料導入管を上記型枠内から引き抜いた後に、該型枠内の硫黄含有資材を冷却させて硫黄固化体を成型することができる。これにより、成型された硫黄固化体の上部又は内部に空洞ができたり、上面が陥没したり、表面に気泡ができたりしないようにして硫黄固化体を打設することができる。したがって、硫黄固化体の仕上がりをきれいにして製品価値を向上することができる。

また、請求項２に係る発明によれば、上記型枠に振動を加えながら該型枠内に硫黄含有資材を充填することができる。これにより、型枠に振動を加えることによって、該型枠内に充填された硫黄含有資材に気泡等が含まれていても、それらを追い出すことができ、硫黄固化体の仕上がりを更にきれいにして製品価値を向上することができる。

そして、請求項３に係る硫黄固化体の打設装置によれば、硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱する手段が付設された材料ホッパの内部に、上記設定温度範囲内に加熱されて溶融状態の硫黄含有資材を収容し、上端が上記材料ホッパの底部投入口に接続され、下端が上記材料ホッパの下方に配置された上面開口型の型枠の内部底面に接近して挿入され、少なくとも上半部には硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱する手段が付設された材料導入管により、上記溶融状態の硫黄含有資材を下方へ導き、上記材料導入管の下端注入口から上記硫黄含有資材を上記型枠内に充填し、上記型枠の内部に充填された硫黄含有資材が上記型枠の底部から上部に向けて所定の高さに至るまで上昇させて打設することができる。これにより、成型された硫黄固化体の上部又は内部に空洞ができたり、上面が陥没したり、表面に気泡ができたりしないようにして硫黄固化体を打設することができる。したがって、硫黄固化体の仕上がりをきれいにして製品価値を向上することができる。

また、請求項４に係る発明によれば、上記材料導入管の途中に設けられた開閉弁によって、該材料導入管の内部を通る溶融状態の硫黄含有資材の通路を開閉することができる。これにより、材料導入管から型枠に対する硫黄含有資材の充填の開始と停止とを制御することができる。したがって、上記型枠内に適切なタイミングで適当量の硫黄含有資材を充填することができる。

さらに、請求項５に係る発明によれば、上記材料ホッパ及び材料導入管の外周面を覆った保温材で、材料ホッパ及び材料導入管の内部の温度低下を防ぐことができる。これにより、上記材料ホッパ及び材料導入管の内部に存在、又は通過する硫黄含有資材が固化しないようにして、溶融状態を保つことができる。

さらにまた、請求項６に係る発明によれば、シリコンゴムから成る保温材によって、上記材料導入管の長手方向にて少なくとも型枠内に挿入されて上記硫黄含有資材に埋没する部分を覆う範囲については、該硫黄含有資材が付着しにくくすることができる。これにより、型枠内に挿入されて硫黄含有資材に埋没した材料導入管を、上記型枠内から引き抜くのが容易となる。

また、請求項７に係る発明によれば、材料導入管が略中間で上下に二分割され、上部導入管のみに硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱する手段が付設され、この上部導入管に対し下部導入管が接続手段で着脱可能に接続されるようにされた材料導入管によって、上記設定温度範囲内に加熱されて溶融状態の硫黄含有資材を下方へ導くことができる。これにより、材料導入管を二つの部分に分解できると共に、使用時に組み立てることができる。また、加熱手段は、上部導入管のみに付設するだけでもよい。

さらに、請求項８に係る発明によれば、上記上部導入管の下端近傍に設けられた開閉弁によって、該上部導入管の内部を通る溶融状態の硫黄含有資材の通路を開閉することができる。これにより、上部導入管及び下部導入管から型枠に対する硫黄含有資材の充填の開始と停止とを制御することができる。したがって、上記型枠内に適切なタイミングで適当量の硫黄含有資材を充填することができる。

さらにまた、請求項９に係る発明によれば、上記材料ホッパ及び上部導入管の外周面を覆った保温材で、材料ホッパ及び上部導入管の内部の温度低下を防ぎ、上記下部導入管の外周面を覆った保温材で、硫黄含有資材が付着しにくくすることができる。これにより、上記材料ホッパ及び上部導入管の内部に存在、又は通過する硫黄含有資材が固化しないようにして、溶融状態を保つことができる。また、型枠内に挿入されて硫黄含有資材に埋没した下部導入管を、上記型枠内から引き抜くのが容易となる。

また、請求項１０に係る発明によれば、予熱可能な下地材料から成る下部導入管については、下地材料をそのまま露出して保温材で覆わなくてもよい。これにより、下地材料が露出した下部導入管には、硫黄含有資材が付着しにくくすることができ、上記型枠内から引き抜くのが容易となる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明による硫黄固化体の打設装置の実施形態を示す正面説明図である。この硫黄固化体の打設装置は、加熱されて溶融状態の硫黄含有資材を、加熱又は予熱された材料導入管を介してその下方に配置された上面開口型の型枠の底部から上部に向けて所定の高さに至るまで上昇させて打設し、上記材料導入管を上記型枠内から引き抜いた後に、該型枠内の硫黄含有資材を冷却させて硫黄固化体を成型する硫黄固化体の打設方法の実施に使用するもので、材料ホッパ１と、材料導入管２とを備えて成る。

上記材料ホッパ１は、硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱されて溶融状態の硫黄含有資材を内部に収容するもので、例えば金属で漏斗状に形成され、その容積は例えば1.0ｍ³程度とされている。そして、上記材料ホッパ１の外周面には、電熱ヒーター、温風ヒーター又はオイルヒーター等の加熱手段（図示省略）が付設されると共に、保温材（図示省略）で覆われている。上記加熱手段は、材料ホッパー１を硫黄の融点（119℃）以上の設定温度範囲内に加熱するものである。なお、この加熱の設定温度範囲としては、130〜150℃程度が好ましい。これにより、上記材料ホッパ１内に収容された溶融状態の硫黄含有資材は、固化せずに溶融状態に保持される。

ここで、上記硫黄含有資材について説明する。この硫黄含有資材は、常温では固体でありおよそ119〜159℃で溶融するという硫黄の性質を利用して、119℃以上の設定温度範囲内に加熱して溶融させた硫黄に砂や砂利、石炭灰等を混合して、およそ119〜159℃を保持しながら練り混ぜ、これを冷却硬化させて製造した硫黄固化体と呼ばれるものである。又は、同様に加熱して溶融させた硫黄と、この溶融硫黄を変性する硫黄改質剤とを混合して改質硫黄を製造し、この改質硫黄に砂や砂利、石炭灰等を混合して、上記と同様に加熱しながら練り混ぜ、これを冷却硬化させて製造した改質硫黄固化体と呼ばれるものである。すなわち、硫黄含有資材の中には、上記硫黄固化体と改質硫黄固化体とを含むものであり、以下において、単に硫黄固化体と表記した場合は、改質硫黄固化体を含んだ意味であるとする。

上記改質硫黄固化体について更に詳細に説明する。改質硫黄固化体は、硫黄と、硫黄改質剤と、微細粉と、骨材とを原料として製造される。まず、溶融した硫黄と硫黄改質剤とを混合して改質硫黄を製造する。硫黄は、通常の単体硫黄であり、例えば天然産、又は石油や天然ガスの脱硫によって生成した硫黄等が挙げられる。硫黄改質剤は、溶融硫黄を変性、例えば硫黄を重合することによって改質する。この硫黄改質剤としては、硫黄を重合し得る化合物であればよく、例えば炭素数４〜２０のオレフィン系炭化水素又はジオレフィン系炭化水素、具体的には、リモネン、ピネン等の環状オレフィン系炭化水素、スチレン、ビニルトルエン、メチルスチレン等の芳香族炭化水素、ジシクロペンタジエン（DCPD）及びそのオリゴマ−、シクロペンタジエン、テトラハイドロインデン（THI）、ビニルシクロヘキセン、ビニルノルボルネン、エチリデンノルボルネン、シクロオクタジエン等のジエン系炭化水素等の１種又は２種以上との混合物が挙げられる。上記硫黄と硫黄改質剤との混合は、硫黄が溶融した状態、すなわち119〜159℃、好ましくは130〜150℃の温度で行われる。

前記改質硫黄は、硫黄と硫黄改質剤とを溶融混合することで得ることができるが、このときの硫黄改質剤の使用割合は、硫黄と硫黄改質剤との合計量に対して、通常0.1〜30質量％、特に1.0〜20質量％の割合が好ましい。得られた改質硫黄は、所定の温度（例えば150℃）に加温された微細粉と混合されて改質硫黄中間資材とされる。微細粉としては、石炭灰、珪砂、シリカヒューム、ガラス粉末、燃料焼却灰、電気集塵灰及び貝殻粉砕物のうち１種又は２種以上を選択すればよい。

上記得られた改質硫黄中間資材は、溶融状態を保つことのできる温度（例えば130〜140℃）に保持された状態で、例えば130〜140℃程度に加温された骨材と混合される。この骨材は、骨材として使用可能であれば特に限定されず、一般にコンクリートで用いられる骨材を使用できる。このような骨材としては、例えば、天然石、砂、れき、硅砂、鉄鋼スラグ、フェロニッケルスラグ、銅スラグ、金属の製造時に生成される副生物、溶融スラグ類、貝殻及びこれらの混合物等からなる群より選択される１種又は２種以上が挙げられる。上記の改質硫黄中間資材と骨材とを、例えば混練装置を用いて混合することによって改質硫黄資材が製造され、これを冷却して固化させることで改質硫黄固化体が製造される。このような改質硫黄固化体は、例えば特許第４００７９９７号公報に記載された改質硫黄固化体製造システムを使用して製造することができる。

以下の説明では、このような硫黄固化体又は改質硫黄固化体を設定温度範囲（例えば130〜150℃程度）内に加熱して、溶融状態の硫黄含有資材として用いる。

図１において、上記材料ホッパ１の下部には、材料導入管２が設けられている。この材料導入管２は、上記材料ホッパ１内に収容された溶融状態の硫黄含有資材を下方に導くもので、例えば金属で丸パイプ状に形成され、その上端Ｕｐが上記材料ホッパ１の底部投入口に接続され、下端Ｂｔが上記材料ホッパ１の下方に配置された上面開口型の型枠３の内部底面４に接近して挿入されるようになっている。

ここで、上記型枠３は、溶融状態の硫黄含有資材を、内部に形成されたキャビティ内に充填して冷却固化させて硫黄固化体を成型するもので、スティール又はアルミニューム等の金属でできており、成型する硫黄固化体の形状に合わせた形状に形成されている。図１に示す型枠３は、例えば六つの矩形に囲まれた立体状のブロック部材を成型する場合を示しており、上面のみが開口した箱状に形成されている。

なお、上記型枠３は、図示省略したが、例えば振動テーブル上に載置したり、外部振動機を接続したりして、該型枠３の全体に振動を与えるように設置してもよい。

図２は、上記材料ホッパ１及び材料導入管２の構造を示す断面説明図である。まず、上記材料ホッパ１及び材料導入管２のそれぞれの外周面には、加熱手段がそれぞれ付設されている。この加熱手段は、材料ホッパー１及び材料導入管２を硫黄の融点（119℃）以上の設定温度範囲内に加熱するもので、例えば電熱ヒーター５から成る。この電熱ヒーター５は、テープ状又はワイヤ状に形成されており、材料ホッパ１及び材料導入管２の外周面に螺旋状に巻き付けられている。なお、上記電熱ヒーター５は、自己制御ヒーターであることが望ましい。そして、図１に示すように、上記材料ホッパ１の電熱ヒーター５及び材料導入管２の電熱ヒーター５に共通に、温度調節器６が設けられている。この温度調節器６の操作により、上記材料ホッパ１及び材料導入管２の加熱温度を調節し、それらの内部を硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱するようになっている。

また、上記材料ホッパ１及び材料導入管２のそれぞれの外周面は、保温材７で覆われている。この保温材７は、上記材料ホッパ１及び材料導入管２の内部の温度低下を防ぐもので、例えばグラスウール、アルミニウム箔、シリコンゴム等から成る。具体的には、図２に示す電熱ヒーター５の上にグラスウールを巻き付け、その表面にアルミニウム箔を被せて、グラスウールとアルミニウム箔とを組み合わせた保温材７とすればよい。或いは、図２に示す電熱ヒーター５の上にシリコンゴムを適宜の厚さで積層して保温材７とすればよい。

そして、上記材料導入管２の途中には、開閉弁８が設けられている。この開閉弁８は、上記材料導入管２の内部を通る溶融状態の硫黄含有資材の通路を開閉するもので、この開閉弁８のハンドルを正方向又は逆方向に操作することにより、材料導入管２の内部に設けられた遮断バルブを開閉するようになっている。これにより、材料導入管２から型枠３に対する硫黄含有資材の充填の開始と停止とを制御することができる。なお、上記材料導入管２への硫黄含有資材の投入自体を他の手段で制御できるならば、上記開閉弁８は設けなくてもよい。

図３は、図２に示す材料導入管２の保温材７の変形例を示す断面説明図である。この変形例による保温材７は、上記材料導入管２の長手方向にて少なくとも型枠３内に挿入されて上記硫黄含有資材に埋没する部分Ｄを覆う範囲については、該硫黄含有資材が付着しにくい材料から成るものとしたものである。この場合、硫黄含有資材が充填される型枠３内より上に出ている材料ホッパ１の外周面及び材料導入管２の上半部の外周面は、アルミニウム箔９が表面に被せてある保温材７で覆ってもよいが、上記型枠３内に挿入されて硫黄含有資材に埋没する材料導入管２の下半部（部分Ｄを含む）の外周面は、シリコンゴム１０を適宜の厚さで積層した保温材７で覆うようにする。これは、上記硫黄含有資材に埋没する材料導入管２の部分Ｄについては、該硫黄含有資材が材料導入管２の外周面を覆う保温材７に付着して該材料導入管２を型枠３内から引き抜くことができなくなる場合があるからである。そこで、材料導入管２の下半部（部分Ｄを含む）の外周面は、硫黄含有資材が付着しにくい材料であるシリコンゴム１０から成る保温材７で覆うようにすればよい。

図４は、材料導入管２の他の実施形態を示す断面説明図である。この実施形態による材料導入管２は、その略中間で上下に二分割され、上部導入管２ａのみに硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱する手段（５）が付設され、この上部導入管２ａに対し下部導入管２ｂが接続手段１１で着脱可能に接続されるようになっている。上記接続手段１１は、上部導入管２ａの下端に設けられたフランジと、下部導入管２ｂの上端に設けられたフランジとを互いに接合し、その両フランジをボルト、ナットで締結することにより接続するようになっている。上部導入管２ａは、その上端Ｕｐが予め材料ホッパ１の底部投入口に接続されているが、該上部導入管２ａと下部導入管２ｂとは分離されており、使用時に上部導入管２ａに対し下部導入管２ｂを接続するようになっている。

なお、上記下部導入管２ｂには加熱手段（５）は付設されていない。そこで、金属でできた下部導入管２ｂは、使用時において、上記上部導入管２ａに接続する前に硫黄の融点以上の設定温度範囲内に予熱しておく必要がある。

また、上記上部導入管２ａの下端近傍には、その内部を通る溶融状態の硫黄含有資材の通路を開閉する開閉弁８が設けられている。この開閉弁８は、前述のものと同様に構成されている。

そして、上記材料ホッパ１及び上部導入管２ａの外周面は、内部の温度低下を防ぐ保温材７で覆い、上記下部導入管２ｂの外周面は、硫黄含有資材が付着しにくい材料から成る保温材７で覆われている。この場合、図３に示すと同様に、硫黄含有資材が充填される型枠３内より上に出ている材料ホッパ１の外周面及び上部導入管２ａの外周面は、アルミニウム箔９が表面に被せてある保温材７で覆ってもよいが、上記型枠３内に挿入されて硫黄含有資材に埋没する下部導入管２ｂの外周面は、シリコンゴム１０を適宜の厚さで積層した保温材７で覆うようにする。これは、上記硫黄含有資材に埋没する下部導入管２ｂについては、該硫黄含有資材が下部導入管２ｂの外周面を覆う保温材７に付着して材料導入管２の全体を型枠３内から引き抜くことができなくなる場合があるからである。なお、上記材料ホッパ１及び上部導入管２ａの外周面も、シリコンゴム１０を適宜の厚さで積層した保温材７で覆ってもよい。

図５は、図４に示す材料導入管２の変形例を示す断面説明図である。この変形例による材料導入管２は、上部導入管２ａ（及び材料ホッパ１）の外周面は、内部の温度低下を防ぐ保温材７で覆い、上記下部導入管２ｂは、予熱可能な下地材料をそのまま露出したものである。下部導入管２ｂは、例えば金属で丸パイプ状に形成されているが、その表面は保温材７で覆われずに、その金属の下地材料がそのまま露出している。これは、上記硫黄含有資材に埋没する下部導入管２ｂについては、該硫黄含有資材が下部導入管２ｂの外周面を覆う保温材７（特に、アルミニウム箔９が表面に被せてある保温材７）に付着して材料導入管２の全体を型枠３内から引き抜くことができなくなる場合があるからである。そこで、下部導入管２ｂは、金属の下地材料をそのまま露出して硫黄含有資材に対する滑りをよくし、引き抜き易いようにしたものである。

図６は、上記材料導入管２の更に他の実施形態を示す断面説明図である。この実施形態による材料導入管２は、内側パイプ１２と外側パイプ１３の二重管構造の丸パイプ状に形成され、上記内側パイプ１２と外側パイプ１３との間の空間１４に熱媒体を注入した加熱手段を付設したものである。そして、上記材料導入管２の外周面は、内部の温度低下を防ぐ保温材７で覆われている。この保温材７は、前述のように、グラスウールとアルミニウム箔とを組み合わせたものでもよいし、或いは、シリコンゴムを適宜の厚さで積層したものでもよい。なお、図６においては、材料導入管２の途中に設けられた開閉弁８は、図示省略している。

そして、このように構成された硫黄固化体の打設装置を用いて、上記材料導入管２の下端Ｂｔの注入口から上記硫黄含有資材を上記型枠３内に充填し、上記型枠３の内部に充填された硫黄含有資材が上記型枠３の底部から上部に向けて所定の高さに至るまで上昇させて打設するようになっている。

次に、このように構成された硫黄固化体の打設装置の使用及びそれを用いて行う硫黄固化体の打設方法について、図１を参照して説明する。まず、図１において、材料ホッパ１の底部投入口に材料導入管２の上端Ｕｐを接続し、その下端Ｂｔを上記材料ホッパ１の下方に配置された上面開口型の型枠３の内部底面４に接近させて挿入し、この材料ホッパ１及び材料導入管２の全体を型枠３の内部上方に支持する。このとき、上記材料導入管２の途中に設けられた開閉弁８は閉じておく。そして、上記材料ホッパ１及び材料導入管２に設けられた加熱手段（５）を動作させ、温度調節器６を操作して、材料ホッパ１及び材料導入管２を硫黄の融点（119℃）以上の設定温度範囲（例えば130〜150℃程度）内に加熱しておく。

この状態で、上記設定温度範囲（例えば130〜150℃程度）内に加熱されて溶融状態の硫黄含有資材を、図示外のバケット等から矢印Ａのように投入して、上記設定温度範囲（例えば130〜150℃程度）内に加熱された材料ホッパ１に収容する。そして、上記溶融状態の硫黄含有資材が材料ホッパ１内に略一杯に収容されたところで、上記開閉弁８を開く。すると、上記設定温度範囲内に加熱された材料導入管２を介して溶融状態の硫黄含有資材が下方へ導かれて、該材料導入管２の下端Ｂｔの注入口から上記型枠３内に充填される。

このとき、上記材料導入管２の下端Ｂｔは、型枠３の内部底面４に接近して挿入されているので、該材料導入管２で下方へ導かれて充填された硫黄含有資材は、型枠３の内部底面４に突き当たる状態となって矢印Ｂ，Ｃのように四方へ拡がると共に、上記型枠３の底部から上部に向けて所定の高さに至るまで上昇して打設される。ここで、所定の高さに至るまで上昇とは、硫黄含有資材が型枠３の略上面位置まで充填された状態である。この場合、上記材料導入管２の下半部は、硫黄含有資材に埋没している。この状態で、上記開閉弁８を閉じて硫黄含有資材の充填を停止する。

その後、上記材料導入管２を上記型枠３内から引き抜いて該型枠３内の硫黄含有資材を冷却させて硫黄固化体を成型する。このとき、上記型枠３内の硫黄含有資材に埋没していた材料導入管２を引き抜いた部分には、該材料導入管２内に詰まっていた硫黄含有資材及びその材料導入管２の周囲の硫黄含有資材が置換するように充填される。

このような硫黄固化体の打設方法によれば、型枠３の内部に充填された硫黄含有資材が上記型枠３の底部から上部に向けて所定の高さに至るまで上昇して打設されるので、成型された硫黄固化体の上部又は内部に空洞ができたり、上面が陥没したり、表面に気泡ができたりしないようにすることができる。なお、上記材料導入管２から型枠３内への硫黄含有資材の充填は、重力による自然降下方式でもよいし、圧縮空気等による押し出し方式であってもよい。

以上の説明は、主として図２及び図３に示す１本の材料導入管２を用いた場合の打設方法であるが、以下に、図４及び図５に示す２本に分割された材料導入管２を用いた場合の打設方法について説明する。この場合は、図４において、材料ホッパ１の底部投入口に上部導入管２ａの上端Ｕｐを接続し、この材料ホッパ１及び上部導入管２ａの全体を型枠３の上方に支持する。このとき、上部導入管２ａの下端近傍に設けられた開閉弁８は閉じておく。そして、上記材料ホッパ１及び上部導入管２ａに設けられた加熱手段（５）を動作させ、温度調節器６（図１参照）を操作して、上記材料ホッパ１及び上部導入管２ａを硫黄の融点（119℃）以上の設定温度範囲（例えば130〜150℃程度）内に加熱しておく。

このとき、下部導入管２ｂは、別個に、硫黄の融点（119℃）以上の設定温度範囲（例えば130〜150℃程度）内の雰囲気中で予熱しておく。

この状態で、上記設定温度範囲（例えば130〜150℃程度）内に加熱されて溶融状態の硫黄含有資材を、図示外のバケット等から矢印Ａのように投入して、上記設定温度範囲（例えば130〜150℃程度）内に加熱された材料ホッパ１に収容する。

ここで、上部導入管２ａに対し上記予熱された下部導入管２ｂを、接続手段１１を用いて接続する。このとき、下部導入管２ｂの下端を上記材料ホッパ１の下方に配置された型枠３の内部底面４に接近させて挿入する。

そして、上記溶融状態の硫黄含有資材が材料ホッパ１内に略一杯に収容されたところで、上記開閉弁８を開く。すると、上記設定温度範囲内に加熱された上部導入管２ａ及び設定温度範囲内に予熱された下部導入管２ｂを介して溶融状態の硫黄含有資材が下方へ導かれて、該下部導入管２ｂの下端の注入口から上記型枠３内に充填される。以下の工程は、前述の説明と全く同様に進むので、その説明を省略する。

本発明による硫黄固化体の打設装置の実施形態及び打設方法の概要を示す正面説明図である。 上記硫黄固化体の打設装置の材料ホッパ及び材料導入管の構造を示す断面説明図である。 図２に示す材料導入管の保温材の変形例を示す断面説明図である。 上記材料導入管の他の実施形態を示す断面説明図である。 図４に示す材料導入管の変形例を示す断面説明図である。 上記材料導入管の更に他の実施形態を示す断面説明図である。

符号の説明

１…材料ホッパ
２…材料導入管
２ａ…上部導入管
２ｂ…下部導入管
３…型枠
４…型枠の内部底面
５…電熱ヒーター（加熱手段）
６…温度調節器
７…保温材
８…開閉弁
９…アルミニウム箔（保温材）
１０…シリコンゴム（保温材）
１１…接続手段
１２…内側パイプ
１３…外側パイプ
１４…空間

Claims (10)

1. 硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱されて溶融状態の硫黄含有資材を、上記設定温度範囲内に加熱又は予熱された材料導入管を介して下方へ導き、
   該材料導入管の下方に配置された上面開口型の型枠の内部底面に接近して挿入された上記材料導入管の下端注入口から上記硫黄含有資材を上記型枠内に充填し、
   上記型枠の内部に充填された硫黄含有資材が上記型枠の底部から上部に向けて所定の高さに至るまで上昇させて打設し、
   その後、上記材料導入管を上記型枠内から引き抜いて該型枠内の硫黄含有資材を冷却させて硫黄固化体を成型する、
   ことを特徴とする硫黄固化体の打設方法。
2. 上記型枠内への硫黄含有資材の充填は、該型枠に振動を加えながら充填することを特徴とする請求項１記載の硫黄固化体の打設方法。
3. 硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱する手段が付設され、上記設定温度範囲内に加熱されて溶融状態の硫黄含有資材を内部に収容する材料ホッパと、
   上端が上記材料ホッパの底部投入口に接続され、下端が上記材料ホッパの下方に配置された上面開口型の型枠の内部底面に接近して挿入され、少なくとも上半部には硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱する手段が付設されて、上記溶融状態の硫黄含有資材を下方へ導く材料導入管と、を備え、
   上記材料導入管の下端注入口から上記硫黄含有資材を上記型枠内に充填し、上記型枠の内部に充填された硫黄含有資材が上記型枠の底部から上部に向けて所定の高さに至るまで上昇させて打設することを特徴とする硫黄固化体の打設装置。
4. 上記材料導入管の途中には、その内部を通る溶融状態の硫黄含有資材の通路を開閉する開閉弁を設けたことを特徴とする請求項３記載の硫黄固化体の打設装置。
5. 上記材料ホッパ及び材料導入管の外周面は、内部の温度低下を防ぐ保温材で覆ったことを特徴とする請求項３又は４記載の硫黄固化体の打設装置。
6. 上記保温材は、上記材料導入管の長手方向にて少なくとも型枠内に挿入されて上記硫黄含有資材に埋没する部分を覆う範囲についてはシリコンゴムから成ることを特徴とする請求項５記載の硫黄固化体の打設装置。
7. 上記材料導入管は、その略中間で上下に二分割され、上部導入管のみに硫黄の融点以上の設定温度範囲内に加熱する手段が付設され、この上部導入管に対し下部導入管が接続手段で着脱可能に接続されるようになっていることを特徴とする請求項３記載の硫黄固化体の打設装置。
8. 上記上部導入管の下端近傍には、その内部を通る溶融状態の硫黄含有資材の通路を開閉する開閉弁を設けたことを特徴とする請求項７記載の硫黄固化体の打設装置。
9. 上記材料ホッパ及び上部導入管の外周面は、内部の温度低下を防ぐ保温材で覆い、上記下部導入管の外周面は、シリコンゴムから成る保温材で覆ったことを特徴とする請求項７又は８記載の硫黄固化体の打設装置。
10. 上記材料ホッパ及び上部導入管の外周面は、内部の温度低下を防ぐ保温材で覆い、上記下部導入管は、予熱可能な下地材料をそのまま露出したものであることを特徴とする請求項７又は８記載の硫黄固化体の打設装置。

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