JPS63100085A - 長寸法の施釉プレストレスコンクリ−ト材および製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 利用分野 本発明は、施釉した長尺のプレストレスコンクリート材
（以下に施油スパンクリートと略称することがある）お
よびその製法に関する。スパンクリートは工場で大量生
産される長尺の均質高強度のコンクリート部材で、建設
用等に極めて有用である。本発明により該スパンクリー
トの必要表面を施釉することによって、美゛感、表面耐
久性および防水性等に優れた建設用部材が得られる。

従来の技術および問題点 長寸法のプレストレスコンクリート材すなわちスパンク
リートは、鋼鉄のより線等の強化用金属線材を配筋しそ
して高張力を加えて緊張させ、自動成型機にてコンクリ
ート材料を適用しモして水和養生することによって、例
えば長さ１００ｍ以上の長大寸法にて工場生産される。

すなわち、大規模の工場生産によって、均質高強度のコ
ンクリート部材が低コストにて製造でき、また軽量化お
よびデサイン等のために貫通中空穴および溝状切欠部を
設けることも容易である。このような長大寸法の均質高
強度のスパンクリートを、建設用途に応じて正確な長さ
に切断して出荷することによって、コストの低減、均一
な品質管理および最小限の製品ロス管理が達成される。

しかし、必要表面の彩色塗装および防水処理等は、有機
系塗料を塗装する以外には有効な手段がなく、耐久性の
ある処置は未解決の状態にある。

コンクリート板等のコンクリート製品にガラス質の柚を
施釉する方法としては、（１）短寸法のコンクリート材
に釉薬を湿式に適用して、全体を約８００℃以上に焼成
しそして再水和処理する方法が一般に採用されている。

しかし、上記のような長大寸法のスパンクリートの場合
、焼成用の工業炉の採用は実質的に不可能であり、仮に
理論的に可能としても高温度に焼成する際のコンクリー
トの一時的な強度劣化のためおよび鋼線の軟化のために
上記の配筋緊張のプレストレス効果が大巾に失われる。

他の方法としては、（２）コンクリート材をあらかじめ
５００℃以上に焼成してコンクリート材中の気化／分解
性成分を除去した後に、ガス等の火炎噴出を利用して釉
薬を溶射する方法が本出願人によって提案されている。

しかし、セメント系コンクリートは４５０℃以上に焼成
すると強度劣化するので、同様にして配筋緊張のプレス
トレス効果が大巾に失われる。また、焼成炉の問題し同
様に存在する。

別の方法としては、（３）コンクリート材の表面に釉薬
を湿式に適用し、そしてプラズマ炎を用いてコンクリー
ト材の釉層を溶融して施釉する方法が本出願人によって
提案されている。しかし、コンクリート材表面にて釉薬
を溶融するので、コンクリート材表面近辺では長大寸法
のスパンクリートの蓄熱作用も加味されて５００℃前後
に加熱される怖れがありそして一般にスパンクリートは
該表面近くにも配筋されているので、上記のプレストレ
ス効果がかなり失われる。更に、湿式に適用した水分を
含む釉薬を急激に加熱溶融するので、気泡、ピンホール
、微少凹部、クラック等の欠陥が長尺の釉層に部分的に
発生し得るので、長大寸法のスパンクリートの施釉では
本質的な問題となる。

上記のように施釉スパンクリートでは、工業的に長大寸
法のスパンクリートを施釉することが強度、コスト、品
質管理等のために必要である。従って、長寸法のスパン
クリートの施釉は従来不可能とされており、そしてスパ
ンクリートの施釉製品は従来存在しなかった。

問題点を解決するための手段 本発明者は、約１０．０００℃以上そして通常は１５．
０００〜２０．０００℃程度の中心火炎温度を有するプ
ラズマガン中のプラズマ炎中に所定の粒径範囲のガラス
質粉を導入しそして迅速かつ充分に溶化し、粒径が可及
的に均一なガラス質溶化粒を該プラズマ炎の噴射力によ
って、所定の溶射距離および走査速度を維持しながらセ
メント質基材上に衝突させることによって、前記の長尺
スパンクリートの施釉に関する諸問題を解決した。

すなわち本発明によって；プラズマ溶射装置の高温度プ
ラズマ炎中に平均粒径１〜４００ミクロンのガラス質粉
を導入して充分に溶融したガラス質溶化粒を、長尺のス
パンクリートおよび／または該プラズマ溶射装置を相対
的に移動しながら該スパンクリートの施釉表面に該プラ
ズマ炎の噴射力によって衝突させてプラズマ溶射するこ
とを特徴とする、長大寸法のスパンクリートの施抽方法
すなわち長尺の施釉スパンクリートの製法が提供される
。なお上記のようにして長尺のスパンクリートに施釉し
た際に、大寸法の施釉表面上にピンホール等の欠陥が−
／二か所萬−発生した場合には、その欠陥部分の釉層を
削除しそしてその部分に再度プラズマ溶射することによ
って、無欠陥の釉層を有する長尺のスパンクリートが得
られる。

本発明による長尺の施釉スパンクリートは、工程上いく
ぶん複雑であるが下記のようにしても製造できる。すな
わち、長尺のスパンクリートの施釉すべき表面にガラス
質の釉薬スラリーを湿式にて適用し、火炎プラズマ炎ま
たはレーザー光を該施釉層に照射して該スパンクリート
を熱劣化しないようにスパンクリートの加熱を約４００
℃以下に維持しながら該釉層を融着し：次いで長尺の該
釉層に発生存在する少なくも−か所の溶着不良部分、気
泡、ピンホール等の欠陥を削除し、そして除去した釉層
部分に上記のようにして該釉薬と実質的に同種類のガラ
ス質粉をプラズマ溶射する工程を特徴とする、長尺の施
釉スパンクリートの製法が提供される。

従って本発明によって、金属線材を配筋緊張して強化し
た長尺のスパンクリートの所要表面に均質に融着した光
沢性ガラス層を有する、高強度長寸法の均質施釉スパン
クリート材が提供される。

なお、本発明の施釉スパンクリートに、無機質塗料等の
コーティング剤を更に適用することも当然可能である。

発明の詳しい記述 本発明において施釉する長尺のプレストレスコンクリー
ト材すなわちスパンクリートとは、従来技術の項に記述
したように、配筋緊張した強化用金属線材、無機系セメ
ント材料およびコンクリート用骨材から本質的になる長
大寸法のプレストレスコンクリート材を意味する。前記
のように、均質高強度、コスト、製品ロス、品質管理等
の観点から、１００ｍ以上の長大寸法にて工場生産され
ている。本発明による施釉スパンクリートにおいても、
無欠陥の施釉が従来困難であった長尺の寸法、すなわち
少なくも約５ｍ以上、通常は約１０ｍ以上の長尺のスパ
ンクリートを主な対象とする。もちろん、本発明によれ
ば１００ｍ以上の長大寸法のスパンクリートも、連続的
に施釉することができる。なお、上記の無機セメント材
料としては代表的に、ポルトランドセメント、アルミナ
セメント、高炉セメント、ジェットセメント、スラグセ
メント、およびこれらの混合物等が例示される。

通常は、普通ポルトランドセメントが使用される。

上記のガラス質粉の平均粒度範囲は、その溶融性にもよ
るが、一般的には径約１〜約４００ミクロン、好ましく
は約４〜約２５０ミクロン、最も好ましくは約ｌＯ〜約
１５０ミクロンである。該ガラス質粉としては、通常は
釉薬を溶融してガラス化し、そして粉砕したものが用い
られるが、その他の普通ガラスの粉末であってもよい。

上記プラズマの出力およびプラズマ溶射ガンとセメント
質基材との間の距離は、該基板表面がプラズマ溶射によ
って約４５０℃未満の温度に維持されるように（例えば
約４００℃、好ましくは約３００℃より高温とならない
ように）設定される。

従って、プラズマガンの出力は通常約１０ｋｗ〜約６０
ｋｗの範囲が適当である。また、上記の距離は通常約３
０ｍｍ〜３００ｍｍ程度であり、減圧溶射の場合は約１
０００ｍｍ程度までである。

該距離が約３０ｍｍ未満であると基材および装置の破損
が生じ易い。なお、プラズマ炎の基材上の照射面積は、
一般的に直径が約５〜１００ｍｍ程度の円形状となる。

プラズマ溶射は通常、プラズマガン又はセメント質基材
を左右方向に一定の走査速度（通常、数ｃｍないし数十
ｃｍ／秒）にて一定の走査間隔（プラズマ炎の照射面積
によるが通常数ｍ　ｍ　）で移動させて行われる。ガラ
ス質粉の供給割合は１回の走査で数十ないし数百ミクロ
ンのガラス層が得られるように調整される。上記の走査
を通常は１回実施して、所望厚さのガラス層を得る。も
ちろん、２回走査することも可能である。

換言すれば、本発明におけるプラズマ溶射は、高温度プ
ラズマ火炎中に導入されて充分に溶融したガラス質溶化
粒をスパンクリート表面に衝突させて溶射してガラス質
層を該表面に融着させるのであるから、スパンクリート
表面に達するプラズマ炎の温度がプラズマ炎の中心温度
よりもむしろ低くそして充分な噴射力を有するように調
節して、スパンクリート基材を熱劣化しないように溶射
するのがよい。

本発明で使用するプラズマ炎とは、主として、窒素ガス
、アルゴンガス、ネオンガス等の不活性ガスを電離させ
て形成する高温高速のプラズマジェットを意味する。更
に必要に応じて該不活性ガスに加えて水素または空気等
も使用される。

本発明の方法は、通常は、実質的に平面状の施油すべき
表面を有するスパンクリート基材に有利に適用されるが
、急激な形状変化のない曲面状の該表面わ有する該基材
にも適用できる。即ち、後者の場合、施油すべき表面と
プラズマ溶射装置（例えばプラズマガン）との距離の変
化が約２％以内であれば、平面の場合と同様に実施可能
である。

・両者の距離が約３％以上に渡って変化する場合には施
油すべき該曲面との距離がほぼ一定となるように、該曲
面の変化にそってプラズマガンの位置を該間隔方向に移
動してプラズマ溶射炎を適用するのが望ましい。なお、
円筒状又は円柱状等の棒状のスパンクリート基材表面に
施紬ｒる場合は、例えば施油すべき棒状の基材を回転さ
せながら相対的に移動させて、プラズマ炎を適用するこ
とができる。

本発明に使用する装置は、少なくとも一個のプラズマガ
ン並びに該プラズマガン及び必要に応じて施油すべき基
材をそれぞれ保持する支持具から本質的に成る。更に、
施紬すべき表面全体にプラズマ溶射炎を均一に適用する
ため、該ガンの支持具及び／又は該基材の支持具を移動
させる手段を備える。例えば、複数個のプラズマガンを
所定の間隔に配置して固定し、該ガンの配列と実質的に
垂直方向に該ガンから一定の距離を維持して、施紬すべ
き基材を移動させる搬送機を備えた構成の装置が例示さ
れる。この複数個のガンの代わりに一個のプラズマガン
を該搬送方向と垂直方向に往復して移動させる態様も例
示される。更に上記の曲面を有する基材の場合は、該曲
面の変化に応じ、プラズマガンの位置を両者の間隔方向
に変化させることができる。なお、上記の各態様におけ
る各移動手段は、エレクトロニクスによって自動的に制
御することが可能である。これらの制御手段は、例えば
、自動工作機械等の技術常識に基づき成し得る。

■五 本発明の具体的態様を添付図面を参照しながら以下に例
示する。

乱り 幅１ｚそして厚さ１０ｃｘでありそして長さ２Ｒに切断
された鋼線材強化スパンクリートを入手し、該ブロック
５個を長さ方向にセメントモルタルで連結し、長さ約１
０ＪＩのスパンクリート試料を得た。

下記表−１の組成のガラス質粉末を３７〜８８ミクロン
の粒度範囲に調製した。このガラス粉末を、第１図に示
すように、プラズマテクニック社製ＰＴ−Ａ２０００型
プラズマ溶射ガン５のプラズマ炎６中に送りこみ、下記
表−２の操作条件で該プラズマガンを支持移動して該ス
パンクリート試料板２上に溶射した。その結果、光沢の
ある均質なガラスコーテイング面（コーティング厚さ約
１００ミクロン）３を有する施紬スパンクリート板ｌが
得られた。得られた施釉板！には損傷が認められず、ス
パンクリート基板の強度劣化も生じなかった。該ガラス
質コーティングと該スパンクリート仮との付着強度は、
約６０に９ｆ／平方ｃｍであった。

表−１ ＳｉＯｘ　　　６９　　　　　Ａｌｔｏｓ　　１４Ｌｉ
＊０　　　９　　　　　Ｎａｔｏ　　　　１Ｋ　ｍ　Ｏ
Ｉ　　　　　　Ｂ　ｔ　Ｏｓ　　　　６表−２ プラズマ出力　：　　６５０Ａｘ６６Ｖ（４２，９Ｋｗ
） 距１１１ｔ（ｄ）　　　：　　１００１３１プラズマガ
ン走査速度　：　　１ｌｃｘ／秒（左右方向） プラズマガン走査間隔　＝４Ｒ１ （長さ方向） 例２ 上記の例１にて用いたものと同じ長さ約１０ｍのスパン
クリート試料を調製した。

上記の表−１の組成のガラス質粉１００重量部、水１５
０重量部およびエタノール５０重λ部を混合して釉薬ス
ラリーを得た。これを該スパンクリート試料の上表面に
スプレーにて適用して、釉薬を付着させた。メテコ社製
のプラズマガンを出力４４０Ａｘ７５Ｖに調整して、該
スパンクリート基材を過度に加熱しないように照射距離
１２ｃｘ。

左右方向のガン走査速度１２ｃｘ／秒、そして長さ方向
の走査間隔５ｘｍとして、該スパンクリートの施紬面上
にプラズマ炎を照射した。このようにして、スパンクリ
ート上に約５０ミクロンの厚さのガラス質層が得られた
。融着した施釉面を検査して、長さ１０ｍの釉層に２か
所の微小な気泡および２か所の融着不十分なピンホール
が認められた。

なお、プラズマ炎照射による該スパンクリート基材の加
熱は３００℃未満であり、該基材の強度劣化はなかった
。

上記の釉層の欠陥部分を削除し、その部分に例１と同様
にしてガラス質粉の溶化拉をプラズマ溶射して、該欠陥
部分を修正して光沢のある均質な施紬スパンクリート板
を得た。

作用および効果 配筋緊張した強化用金属線材によってプレストレスをか
けた長大寸法のスパンクリート材に、その高強度を劣化
せずに施釉することは従来不可能であった。本発明によ
って、高温度プラズマ炎中に導入されて十分に熔融した
ガラス質溶化拉をスパンクリート表面に衝突させ、そし
て該スパンクリート表面に達するプラズマ炎の温度がプ
ラズマ炎の中心温度よりもむしろ低くそして十分な噴射
力を有するように調節して、施釉が効果的に実施される
。従って蓄熱性のある長大寸法のスパンクリートを実質
的に熱劣化することなく、光沢のある均質なガラス質の
施釉層が得られる。このようにして、「従来の技術およ
び問題点」の項に記述した問題点が、有利に解決される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における施紬を例示する説明図である
。 １：施油スパンクリート板、 ２ニスパンクリート板（基材）、 ３：施紬ガラス層、４ニガラス質粉、 ５：プラズマ溶射ガン、６：プラズマ炎、７：ガラス質
溶化粒。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属線材を配筋緊張して強化した長寸法のプレス
   トレスコンクリート材の所要表面に均質に融着した光沢
   性ガラス層を有しそして該コンクリート材が熱劣化する
   ことなく本来の高強度を保持することを特徴とする、長
   寸法の均質施釉プレストレスコンクリート材。
2. （２）プラズマ溶射装置および長寸法のプレストレスコ
   ンクリート材の位置を相対的に移動しながら、該プラズ
   マ溶射装置の高温度プラズマ炎中に平径粒径１〜４００
   ミクロンのガラス質粉を導入して充分に溶融したガラス
   質溶化粒を、該プレストレスコンクリート材の所要表面
   に該プラズマ炎の噴射力によって衝突させて該基材を実
   質的に熱劣化することなくプラズマ溶射することを特徴
   とする、長寸法の均質施釉プレストレスコンクリート材
   の製法。
3. （３）長寸法のプレストレスコンクリート材の所要表面
   にガラス質の釉薬スラリーを湿式に適用し、該コンクリ
   ート材を熱劣化しない程度に火炎、プラズマ炎および／
   またはレーザー光を該施釉層に照射して釉薬を融着し、
   該釉層に発生する融着の不良部分等の欠陥を削除し；除
   去した釉層の部分に、該釉薬と実質的に同種類の平均粒
   径１〜４００ミクロンのガラス質粉をプラズマ溶射装置
   の高温度プラズマ炎中に導入して充分に溶融したガラス
   質溶化粒を溶射することを特徴とする、長寸法の均質施
   釉プレストレスコンクリート材の製法。