JP6902858B2 - Fiber disperser and concrete manufacturing equipment - Google Patents
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Description
本発明は、モルタルを含むコンクリート中に含まれる繊維をより均等に分散させるようにした繊維分散装置と繊維補強コンクリートを製造するコンクリート製造装置に関するものである。 The present invention relates to a fiber disperser in which fibers contained in concrete containing mortar are more evenly dispersed, and a concrete production device for producing fiber reinforced concrete.
従来、コンクリートやモルタルのひび割れ拘束や、剥落防止等のためにコンクリート中に鋼繊維や合成樹脂繊維等の各種の繊維を混合することが行われている。このような繊維補強したコンクリートの製造方法として、例えば特許文献1に記載されたものが提案されている。 Conventionally, various fibers such as steel fibers and synthetic resin fibers have been mixed in concrete in order to restrain cracks in concrete and mortar and prevent peeling. As a method for producing such fiber-reinforced concrete, for example, the one described in Patent Document 1 has been proposed.
この方法は、アジテータ車のドラムにミキサーから生コンクリートを投入すると共にポリプロピレン繊維等の繊維をドラムに投入している。アジテータ車に繊維を投入する際、ミキサーからホッパに落下させる生コンクリートの中央上面に繊維を載置させ、ホッパに繊維が付着しないようにしている。また、繊維の表面に界面活性剤を付着させて繊維同士の絡まりによるファイバーボールの発生を防いでいる。そして、運転中にドラムを低速回転させることで、生コンクリート中に繊維を均等に混入させることができるとしている。 In this method, ready-mixed concrete is charged into the drum of an agitator truck from a mixer, and fibers such as polypropylene fibers are charged into the drum. When the fibers are put into the agitator truck, the fibers are placed on the upper center of the ready-mixed concrete dropped from the mixer to the hopper to prevent the fibers from adhering to the hopper. In addition, a surfactant is attached to the surface of the fibers to prevent the generation of fiber balls due to the entanglement of the fibers. Then, by rotating the drum at a low speed during operation, the fibers can be evenly mixed in the ready-mixed concrete.
しかしながら、上記特許文献1に記載されたような製造方法では、投入前のポリプロピレン繊維等の各種繊維は互いに絡まり合っており、塊状であるため、アジテータ車の回転ドラムと撹拌翼によってはコンクリート中の繊維のほぐしや分散を十分行えなかった。そのため、コンクリート中に繊維を均等に分散できない欠点があった。このような塊状の繊維が硬化したコンクリート中に存在するとコンクリート強度が弱かった。 However, in the manufacturing method as described in Patent Document 1, various fibers such as polypropylene fibers before charging are entangled with each other and are lumpy. Therefore, depending on the rotary drum and stirring blade of the agitator truck, the fibers may be contained in concrete. The fibers could not be loosened and dispersed sufficiently. Therefore, there is a drawback that the fibers cannot be evenly dispersed in the concrete. When such lumpy fibers were present in the hardened concrete, the concrete strength was weak.
例えば、特許文献1のコンクリート製造方法で製造した繊維補強コンクリートでトンネルのセグメントを製造した場合、トンネル内で交通事故等による火災が発生した際にセグメント中の繊維の塊が高熱で集中的に溶けてしまい、内部に大きな密閉空間ができてしまう。そのため、高温となったセグメント中の密閉空間内にコンクリート中の水蒸気が充満して水蒸気圧や温度の上昇により爆裂が発生したりコンクリート壁に亀裂が生じたりして崩壊するおそれがあった。 For example, when a tunnel segment is manufactured from fiber reinforced concrete manufactured by the concrete manufacturing method of Patent Document 1, the fiber mass in the segment melts intensively with high heat when a fire occurs in the tunnel due to a traffic accident or the like. This creates a large enclosed space inside. Therefore, the sealed space in the hot segment may be filled with water vapor in the concrete, causing explosions or cracks in the concrete wall due to an increase in vapor pressure or temperature, which may cause the concrete to collapse.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、絡まった繊維塊でもより均等に分散させることができるようにした繊維分散装置とこの装置を備えたコンクリート製造装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and provides a fiber disperser capable of more evenly dispersing entangled fiber lumps and a concrete manufacturing apparatus provided with this device. The purpose.
本発明に係る繊維分散装置は、供給された繊維を分散するようにした繊維分散装置であって、繊維を投入する四角形筒状の筐体と、筐体に設けられていて繊維を通過させるメッシュと、メッシュを振動させる加振機と、メッシュの下流側に設けられていて投入された繊維を撹拌羽根の回転で分散させる撹拌機と、撹拌機の周囲における筐体の四隅の角部に設置され、撹拌羽根に接触しない繊維及び撹拌機で飛散させられた繊維を吹き飛ばすエアノズルと、を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、繊維分散装置の筐体内に投入された繊維塊等を含む繊維がメッシュを通過する際に、メッシュが加振機によって振動を加えられているために繊維がより均等に分散される。
The fiber disperser according to the present invention is a fiber disperser for dispersing the supplied fibers, and is a square tubular housing for inserting the fibers and a mesh provided in the housing for passing the fibers. A vibrating machine that vibrates the mesh, a stirrer that is provided on the downstream side of the mesh and disperses the input fibers by the rotation of the stirring blade, and is installed at the four corners of the housing around the stirrer. It is characterized by being provided with fibers that do not come into contact with the stirring blades and an air nozzle that blows away the fibers scattered by the stirrer.
According to the present invention, when the fibers including the fiber lumps and the like put into the housing of the fiber disperser pass through the mesh, the fibers are more evenly dispersed because the mesh is vibrated by the exciter. Will be done.
しかも、繊維がメッシュを通過する際にメッシュが加振機で振動させられるために分散されると共に、その下流側に設置された撹拌機の撹拌羽根によって更に分散させられ、より均等に分散させることができる。 Moreover, when the fibers pass through the mesh, the mesh is dispersed because it is vibrated by the exciter, and is further dispersed by the stirring blades of the agitator installed on the downstream side thereof to disperse the fibers more evenly. Can be done.
また、前記撹拌機の下流側に配設されていて前記エアノズルで吹き飛ばされた繊維を更に分散させる分散用棒部材を備えていてもよい。Further, a dispersion rod member which is arranged on the downstream side of the stirrer and further disperses the fibers blown off by the air nozzle may be provided.
本発明によるコンクリート製造装置は、上述したいずれかに記載された繊維分散装置とミキサーとを備え、繊維分散装置で分散させた繊維を、回転するミキサーのコンクリート材料または生コンクリート中に混ぜ込むことで、繊維をコンクリート中に分散させて混ぜ込むようにしたことを特徴とする。
本発明によるコンクリート製造装置では、繊維分散装置でよく分散させた繊維を、コンクリート製造装置のドラム内に投入することで、ドラム内で撹拌されるコンクリート中に分散させて混ぜ込むことができる。なお、本発明ではコンクリートにモルタルを含むものとする。
The concrete manufacturing apparatus according to the present invention includes the fiber disperser and the mixer described in any of the above, and mixes the fibers dispersed by the fiber disperser into the concrete material or ready-mixed concrete of the rotating mixer. It is characterized in that the fibers are dispersed in concrete and mixed.
In the concrete manufacturing apparatus according to the present invention, the fibers well dispersed by the fiber dispersing apparatus can be put into the drum of the concrete manufacturing apparatus to be dispersed and mixed in the concrete agitated in the drum. In the present invention, concrete contains mortar.
本発明の繊維分散装置によれば、繊維塊等の繊維を筐体内の振動するメッシュ及び撹拌機で撹拌して分散させることができる。
そのため、本発明のコンクリート製造装置によれば、繊維分散装置で分散された繊維をコンクリート中に分散させて混ぜ込むことができ、得られた繊維強化したコンクリート製品が高熱に晒されたとしてもひび割れや爆裂等を防ぐことができる。
According to the fiber disperser of the present invention, fibers such as fiber lumps can be agitated and dispersed by a vibrating mesh in the housing and a stirrer.
Therefore, according to the concrete manufacturing apparatus of the present invention, the fibers dispersed by the fiber disperser can be dispersed and mixed in the concrete, and the obtained fiber-reinforced concrete product is cracked even when exposed to high heat. And explosion can be prevented.
以下、本発明の実施形態による繊維分散装置とそのコンクリート製造装置について図1〜図3を参照して説明する。
図1は実施形態に係る繊維分散装置1を備えたコンクリート製造装置2の説明図である。このコンクリート製造装置2は、セメント、砂、砂利、高炉スラグ等の混和剤、水等をミキサー3に投入してミキサー3を回転させて混練し、繊維強化されたコンクリートを製造するものである。しかも、本実施形態では、これらのコンクリート材料に補強用繊維材料として例えばポリプロピレン繊維等の樹脂繊維を分散させた状態でミキサー3内に投入して混練することで、コンクリート中に均等に繊維を分散混合させた繊維強化コンクリートを製造する。また、コンクリートに代えてモルタルに繊維を分散混合してもよく、以下の説明ではモルタルを含めてコンクリートとして説明する。
Hereinafter, the fiber disperser according to the embodiment of the present invention and the concrete manufacturing apparatus thereof will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
FIG. 1 is an explanatory view of a
なお、本実施形態において、使用する繊維としてポリプロピレン繊維以外にポリエチレン等のポリオレフィン繊維やビニロン繊維等の有機繊維等を用いてもよく、また鋼繊維等の金属繊維、鉱物繊維等の無機繊維、炭素繊維、アラミド繊維等を用いてもよい。
また、これらの繊維を2種以上混合して使用することもできる。繊維は長繊維、短繊維のいずれでもよい。
In the present embodiment, in addition to polypropylene fibers, polyolefin fibers such as polyethylene, organic fibers such as vinylon fibers and the like may be used, as well as metal fibers such as steel fibers, inorganic fibers such as mineral fibers, and carbon. Fibers, aramid fibers and the like may be used.
Further, two or more kinds of these fibers can be mixed and used. The fiber may be either a long fiber or a short fiber.
このような繊維を用いたコンクリート製造装置2は、図1に示すように、水硬性物質粉体としてのセメントCを計量してミキサー3に供給するセメント計量ホッパ5と、細骨材(砂)計量ホッパ6、粗骨材(砂利)計量ホッパ7、高炉スラグ等の混和剤計量ホッパ8、水計量ホッパ9を備えている。また、コンクリート(やモルタル)を繊維補強するための繊維計量ホッパ10も設置されている。
繊維計量ホッパ10に投入される繊維は互いに絡み合っており、塊状とされていることが多い。このような塊状の繊維を分散させるために繊維計量ホッパ10の下流側に繊維分散装置1が設置されている。
As shown in FIG. 1, the
The fibers charged into the
次に繊維分散装置1について図2及び図3に基づいて説明する。
繊維分散装置1は、例えば四角形筒状の筐体13の繊維供給口13aに例えば金属からなる網目状または格子状のメッシュ14が設置されている。メッシュ14の周囲には繊維が周辺に飛散することを防ぐガイド壁12が設置されている。図2では、ガイド壁12は筐体13の壁面に沿って2面設けられているが、4面に設置されていてもよい。メッシュ14はその周縁の四辺に枠体15が固定されている。図1では、枠体15はメッシュ14の周囲に設置されたカバー部材17によって覆われている。
また、図2及び図3において、メッシュ14における枠体15の例えば1辺または対向する2辺の枠部15aの上部にメッシュ14を上下方向または横方向に振動させるための加振機16が設置されており、繊維計量ホッパ10から落下する繊維塊をメッシュ14の振動で分離させて分散できる。加振機16として適宜の物を採用できるが、例えばバイブレータや振動モータ等を採用できる。
Next, the fiber disperser 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
In the fiber dispersion device 1, for example, a mesh-like or lattice-
Further, in FIGS. 2 and 3, a vibrating
また、メッシュ14の下流側には、筐体13内の中央に繊維を撹拌して分散するための撹拌機18が設置されている。撹拌機18は筐体13の内壁に図示しないアームを介して駆動モータMが支持されており、駆動モータMの軸部には複数枚、例えば4枚の撹拌羽根19が取り付けられている。
撹拌機18の周囲の四隅の角部にはエア吹出し器のエアノズル20がそれぞれ設置されている。エアノズル20は筐体13の外部に設けたエアチューブ21を通して図示しないエア供給源に接続されている。撹拌羽根19が届かない四隅の角部に飛散した繊維をエアノズル20で吹き飛ばすことができる。
Further, on the downstream side of the
また、撹拌機18の両側部下側で筐体13の対向する壁面近傍にそれぞれ分散用部材として分散用棒部材22が設置されている。この分散用棒部材22はエアノズル20の下側に対向して設置され、筐体13の四隅の角部でエアノズル20によって吹き飛ばされた繊維が分散用棒部材22に衝突して、更に分散させることができる。なお、分散用棒部材22は筐体13の四辺の各内壁に沿って設置されていてもよい。
そして、撹拌機18の下方の筐体13の底面には分散された繊維をミキサー3へ投入する繊維投入口23が形成されている。
Further,
A
本実施形態による繊維分散装置1とコンクリート製造装置2は上述した構成を備えており、次に繊維分散装置1を用いたコンクリート製造装置2によるコンクリート製造方法について説明する。
繊維強化コンクリートの製造に際し、図1に示すコンクリート製造装置2において、セメント計量ホッパ5、細骨材計量ホッパ6、粗骨材計量ホッパ7、高炉スラグ等の混和剤計量ホッパ8、水計量ホッパ9からコンクリート材料としてそれぞれ計量されたセメント、砂、砂利、高炉スラグ等の混和剤が回転するミキサー3に投入される。これと同時に、繊維も繊維計量ホッパ10で計量されて繊維分散装置1に投入される。
The fiber dispersion device 1 and the
In the production of fiber-reinforced concrete, in the
繊維分散装置1では、計量された繊維は絡まり合って繊維塊として筐体13の繊維供給口13aに落下される。繊維塊は繊維供給口13aに設置されたメッシュ14に引っかかるが、メッシュ14は加振機16によって振動させられているため、メッシュ14に引っかかった繊維塊は振動で分離して分散させられる。分散された繊維はメッシュ14を通過して撹拌機18で回転する撹拌羽根19に衝突して更に細かく分断分離され、下方に落下する。
撹拌羽根19に接触しない繊維は、筐体13の四隅の部分ではエアノズル20によって吹出されるエアによって分離させられる。また、一部の繊維は撹拌機18に吹き付けられて更に分離させられる。他の一部の繊維は分散用棒部材22に衝突して同様に更に分散させられる。撹拌機18によって飛散させられた繊維の一部もエアノズル20や分散用棒部材22等に衝突して更に分散させられる。
In the fiber dispersion device 1, the weighed fibers are entangled and dropped as a fiber mass into the
The fibers that do not come into contact with the stirring
こうして2段階以上に亘って分散させられた繊維は、筐体13の底面の繊維投入口23から回転するミキサー3に落下する。そして、回転するミキサー3内でセメント、砂、砂利、高炉スラグ等の混和剤と共に分散された繊維が良く混練させられて繊維入り生コンクリートが製造される。得られた生コンクリートは例えばセグメントの型枠に充填させられてセグメント等のコンクリート製品を製造できる。しかも、このセグメントは繊維が良く分散された状態で他のコンクリート材料と良く混練されているため、繊維で強化されたセグメントを製造できる。得られた繊維強化セグメントでトンネルの壁面等を構築できる。
The fibers dispersed in two or more stages in this way fall from the
そして、トンネル内で交通事故等により火災が発生した場合、本実施形態による繊維強化セグメントは高温に晒されるため、セグメント内の各繊維が熱で溶解して小さな密閉された空洞が多くできる。この場合、繊維がコンクリート中に細かく分散されているため、コンクリートから蒸発した水蒸気が空洞内に流入しても大きな水蒸気圧にならない。即ち、セグメント中に繊維塊は生じていないためコンクリート中に大きな空洞ができず、高熱で発生する水蒸気圧が高圧にならないため爆裂を生じたりコンクリートに亀裂を生じたりすることがなく崩落を防止できる。 When a fire breaks out in a tunnel due to a traffic accident or the like, the fiber-reinforced segments according to the present embodiment are exposed to a high temperature, so that each fiber in the segment is melted by heat to form many small sealed cavities. In this case, since the fibers are finely dispersed in the concrete, even if the water vapor evaporated from the concrete flows into the cavity, the vapor pressure does not become large. That is, since no fiber mass is formed in the segment, a large cavity cannot be formed in the concrete, and the water vapor pressure generated by high heat does not become high pressure, so that the concrete does not explode or crack and can be prevented from collapsing. ..
上述のように本実施形態による繊維分散装置1とこれを備えたコンクリート製造装置2によれば、絡まり合った繊維塊を振動するメッシュ14と撹拌機18によって2段階以上に分散させることで均等に分散処理することができる。
そして、これらの繊維をミキサー3内にコンクリート材料と共に投入して混練することで、繊維が良く分散された高強度の繊維強化コンクリートを製造することができる。そのため、得られた繊維強化セグメント等のコンクリート製品が火災等によって高温に晒されたとして、溶融した繊維跡の空洞の体積が小さくコンクリートから生じた水蒸気圧が高圧になることを抑制してコンクリートが爆裂したり亀裂が入ったりすることを防いで崩落を阻止できる。
As described above, according to the fiber disperser 1 according to the present embodiment and the
Then, by putting these fibers into the
以上、本発明の実施形態による繊維分散装置1とコンクリート製造装置2について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜の変更や置換等が可能であり、これらはいずれも本発明に含まれる。以下に、本発明の変形例等について説明するが、上述の実施形態と同一または同様な部分、部材には同一の符号を用いて説明を省略する。
Although the fiber disperser 1 and the
例えば、上述した実施形態による繊維分散装置1では加振機16付きのメッシュ14と撹拌機18とで2段階以上に亘って繊維塊を分散させるようにしたが、これに代えて加振機16付きのメッシュ14だけで繊維分散装置1を構成してもよい。
また、振動しないメッシュ14を備えた筐体13内に撹拌機18を設置することで繊維分散装置1を構成してもよい。或いは、メッシュ14を省略して筐体13内に撹拌機18を設置することで繊維分散装置1を構成してもよい。
いずれも場合でも十分な繊維の分散能力を発揮できる。
For example, in the fiber disperser 1 according to the above-described embodiment, the
Further, the fiber dispersion device 1 may be configured by installing the
In either case, sufficient fiber dispersion ability can be exhibited.
また、図4は実施形態による繊維分散装置1の変形例を示すものである。本変形例ではコンクリート製造装置2に繊維計量ホッパ10は設置されていない。本変形例では、所定量ずつ袋詰めされた繊維Sの塊を作業員が手動で開封して繊維分散装置1の繊維供給口13aから振動するメッシュ14に投入するようにしたものである。本変形例であっても、上述した実施形態と同様の作用効果を発揮できる。
Further, FIG. 4 shows a modified example of the fiber dispersion device 1 according to the embodiment. In this modification, the
なお、上述した実施形態では、ミキサー3内にセメントや砂等のコンクリート材料と共に分散された繊維を投入して混練して繊維強化コンクリートを製造するようにしたが、本発明はこのようなコンクリート製造装置2に限定されない。例えば、コンクリート材料によってミキサー3で製造された生コンクリートを例えばアジテータ車等のドラムに供給すると共に、同時またはその後に繊維分散装置1で分散された繊維をドラムに供給し、回転するドラムで分散混合するようにしてもよい。
これによっても繊維は供給時点で均等に分散されているためにコンクリート中に良く分散され、上述した繊維強化コンクリートを製造できる。
In the above-described embodiment, the fibers dispersed together with the concrete material such as cement and sand are put into the
Even with this, since the fibers are evenly dispersed at the time of supply, they are well dispersed in the concrete, and the above-mentioned fiber reinforced concrete can be produced.
また、上述した実施形態では繊維分散装置1の筐体13を四角形筒状に形成したが、これに代えて他の多角形筒状や円筒状等に形成してもよい。筐体13を円筒状等に形成した場合にはエアノズル20や分散用棒部材22を設置しなくてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the
1 繊維分散装置
2 コンクリート製造装置
3 ミキサー
13 筐体
13a 繊維供給口
14 メッシュ
16 加振機
18 撹拌機
19 撹拌羽根
20 エアノズル
22 分散用棒部材
23 繊維投入口
S 繊維
1
Claims (3)
前記筐体に設けられていて繊維を通過させるメッシュと、前記メッシュを振動させる加振機と、
前記メッシュの下流側に設けられていて投入された繊維を撹拌羽根の回転で分散させる撹拌機と、
前記撹拌機の周囲における前記筐体の四隅の角部に設置され、前記撹拌羽根に接触しない繊維及び前記撹拌機で飛散させられた繊維を吹き飛ばすエアノズルと、を備えたことを特徴とする繊維分散装置。 A fiber disperser that disperses the supplied fibers, including a quadrangular tubular housing into which the fibers are charged, and
A mesh provided in the housing for passing fibers, and a vibrating machine for vibrating the mesh.
A stirrer provided on the downstream side of the mesh to disperse the charged fibers by rotation of a stirrer blade, and
A fiber dispersion provided at four corners of the housing around the stirrer and provided with fibers that do not come into contact with the stirring blades and an air nozzle that blows away the fibers scattered by the stirrer. apparatus.
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