JPS5818352B2 - 全自動バツチ連続式ポリマ−含浸強化材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、土木建築用ポリマー含浸強化材、即ち、ポ
リマー含浸コンクリート（ＰＩＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｉ
ｍｐｒｅｇｎａｔｅｄ Ｃｏｎｃｒｅｔｅの略）を最短
時間にバッチ連続式に製造する目的で開発されたポリマ
ー含浸強化材の製造方法に関するものである。

周知のように、土木建築用ＰＩＣの素材即ち、コンクリ
ート（凝固物）には、粘結硬化剤としてセメントを主材
として使用したセメント系コンクリートと、石膏を主材
として使用した石膏系コンクリートと、粘土を主材とし
て使用した粘土系コンクリート（例えば漆喰壁）とがあ
り、之等のコンクリートにモノマーを含浸して硬化して
ＰｒＣにすれば性質を大巾に改善することが出来る。

ところが、モノマーの含浸処理に際して素材により種々
の条件及び問題がある。

例えば、モノマー溶液を含浸する前に養生を要するもの
は養生硬化乾燥し、石膏系及び粘土系のものは変形キレ
ンなどを生じないように乾燥硬化した後、何れも３０℃
以下ｌこ冷却する必要がある。

一般にセメント系素材の標準養生日数は、３〜２８日と
いう長期間を要し、この養生時間の短縮を計るためオー
トクレーブ養生、スチーム養生などの特殊養生を施こす
場合にはかなりの設備投資とランニングコストを必要と
する。

また、熱風循環法によるセメント系素材の乾燥には少な
くとも１２０℃で２日程度実施する必要がある。

いいかえれば、通常の方法では含浸可能な乾燥素材とす
るために少なくとも５日以上を要する。

しかも、加熱空気による重合では、例えば４×４Ｘ１６
（ｌ１７７ｉという小型のモルタル成型品でも８０°Ｃ
で３時間和を要する。

従って、大型成型品の場合は全製造サイクルを終了する
時間は相当のものとなる。

また養生済湿潤セメント系コンクリート素材や成形直後
の石膏系又は粘土系コンクリートの湿潤素材の場合に、
高温熱風で乾燥すると、表面層が先に乾燥し過ぎて風化
する恐れがあり、また１２０℃以下の熱風を使った場合
でも表面層が先に乾燥するため、表面に断熱層が形成さ
れた形になって内部の昇温か遅れ、不均一な乾燥収縮の
ため変形したり、亀裂を生じたりする。

従って、常圧下では徐々に温度を上げて内部の水分の拡
散を待って表面蒸発させなければならないので、４８時
間程度費やしても大型素材の内部まで均−ｌこ乾燥する
ことは困難である。

一方高温乾燥材の表面層の断熱作用で空冷にも長時間を
必要とする。

そこでこの発明は、養生を要するものは新しい養生法に
より短時間で養生を終了し、養生を必要とせず、所定の
乾燥を必要とするものは新しい乾燥冷却法により短時間
で乾燥冷起を終了させる方法を採用すると共に、モノマ
ーの含浸、重合方法にも新しい方法を採用することによ
って全製造サイクル終了の所要時間の短縮を図り、且つ
、それらの処理を一連のトンネル型多段耐圧処理室によ
りバッチ連続式に行なうようにすることにより、従来困
難視されていたＰＩＣの短時間連続製造方法を開発した
ものである。

即ち、この発明は、被処理素材を積載したスノコ台パレ
ットの一定数を１バツチとしてローラーコンベア上を設
定プログラムに従ってバッチ連続式に自動搬送する搬送
路に、蒸気置換圧力平衡室、高圧高温過熱蒸気吹込向流
循環加熱室、放圧真空自己蒸発乾燥室及び低温脱湿空気
循環冷却室からなる第１トンネル型多段耐圧処理室、自
動秤量装置、真空加圧含浸室と加圧湿熱重合室からなる
第２トンネル型多段耐圧処理室と自動秤量装置の順に一
連に配置し、前記各室の扉を２枚の平行扉を複数組の倍
力継手で接続し、その倍力継手の中心軸を油圧シリンダ
ーのピストンロンドで操作する断熱可能な一操作開閉二
重耐圧シール式自動扉とし、入口の前記蒸気置換圧力平
衡室を経て１バツチづつ高圧高温過熱蒸気吹込向流循環
加熱室に搬入し、設定バッチ数搬入される間に所定の熱
処理を終った先頭のバッチから放圧真空自己蒸発乾燥室
に搬入して急速に乾燥した後、低温脱湿空気を吹込んで
から低温脱湿空気循環冷却室に搬入して冷却した後、乾
燥重量を自動秤量記録し、次いで所定のモノマー溶液を
真空加圧含浸した後、空気加圧下で加圧湿熱重合室に搬
入して含浸モノマー溶液の流出、発泡、吹出しを抑圧し
ながら高圧湿熱重合させた後、放圧して搬出し、放冷風
乾して含浸重量を自動秤量記録し、これらの全操作を設
定プログラムに従って集中的ζこ制御するようζこした
ものである。

以下この発明の特長とするところ及びその具体的構成に
ついて、図面に示す実施例に基づいて説明する。

第１図は実施例の要部配置図の略図で、■及び■は被処
理素材の自動搬送路に設けた第１及び第２トンネル型多
段耐圧処理室（以下第１、第２処理室という）、１３及
び１６は夫々第１及び第２処理室の出口側に設けた自動
秤量装置である。

前記第１処理室■は蒸気置換圧力平衡室９、高圧高温過
熱蒸気吹込向流循環加熱室１０、放圧真空自己蒸発乾燥
室１１及び低温脱湿空気循環冷却室１２から構成され、
第２処理室Ｕは真空加圧含浸室１４と加圧湿熱重合室１
５から構成され、各処理室の股間耐圧自動扉１〜８は第
２図に略示するような一操作開閉二重耐圧シール式構造
となっている。

即ち、第２図の例では２枚の平行扉ａ、ｂを２組の倍力
継手ｃ、ｄで接続し、各倍力継手の中心軸ｅを油圧シリ
ンダーのピストンロッドｆに直結し、ピストンロッドｆ
を上昇させた時、両側の平行扉ａ、ｂを扉バッキング面
から遊離させてから上昇させ、ピストンロッドｆを降下
させた時は倍力継手で平行扉ａ、ｂを開かせて扉バッキ
ングに許容圧縮量を与えながら継手角度によって任意の
倍力で圧着させるような構造となっている。

また、図面からも明らかなように、平行扉ａ。

ｂの両側の室温が異なる場合、高温側の扉または両扉を
保温すれば容易に断熱効果を上げることが出来ることは
説明するまでもない。

なお、これらの扉を開閉する時は、その両側の圧力を平
衡させてから操作するため、差圧検出器と油圧系とをイ
ンターロックして安全確実に開閉するようにすることは
説明するまでもない。

最初に成形直後の養生未完成のセメント系コンクリート
素材を処理する場合について具体的に説明する。

運転開始までの準備作業として蒸気置換圧力平衡室（以
下単に平衡室と呼ぶ）９、高圧高温過熱蒸気吹込向流循
環加熱室（以下単に加熱室と呼ぶ）１０のジャケットを
設定温度に加熱し、加熱室１０に■２から蒸気を送って
設定圧力、設定温度に加熱し、過熱蒸気発生器（以下単
に加熱器と呼ぶ）１７と循環ブロア２３とを始動し、定
常状態になった時、第１扉１の前方に素材を積載したパ
レットが設定バッチ数貯留されている状況を確認してか
ら運転を開始する。

初めに弁Ｖ１３が開いて、平衡室９内のドレンと空気と
が排出されて平衡室９内圧力と大気圧との差圧検出器（
図示せず）が差圧０近くになった時、第１＃１が開き、
先頭バッチが平衡室９に搬入された後、第１扉が閉じ、
弁ｖ１から蒸気が送られ、水蒸気より重い空気が弁Ｖ１
３から押し出されて平衡室９内が蒸気と置換される。

そして、設定時間抜弁Ｖ１３が閉じる。

平衡室９内の蒸気圧が上昇して、第２扉２の両側の圧力
が平衡した時弁■１が閉じ、弁ｖ２が開いて差圧０近く
に維持しながら、第２扉２が開き、先頭バッチが加熱室
１０に搬入された抜弁■つが閉じると同時に、第２扉２
が閉じ、弁Ｖ１３が開いて平衡室９内のドレンと高圧蒸
気とが排出される。

一方前記の要領で第１扉１が開いて、第２バツチが平衡
室９に搬入され、上記の操作が繰返されて第２バツチが
加熱室１０に搬入される。

このようにして設定バッチ数搬入される間に先頭バッチ
は常に過熱蒸気で徐々に乾燥されながら高圧高温養生が
急速に進行して含有水分の大部分が水利反応して結晶水
の形で硬化固定され、遊離水分は雰囲気の関係湿度の平
衡保水率近くまで高圧高温乾燥される。

この事実は、コンクリートブロックの製造時に一定の割
合のセメントと砂とに水利反応に必要なフ結晶水分量近
くまで水分を減少して加熱しながら混練して加圧圧密成
形すると大気圧中で高温湿り空気で養生しても急速に養
生硬化が進行する実験によって容易に確認されたのであ
る。

この時点から、平衡室９の放圧時に、先づ弁；■３が開
いて放圧真空自己蒸発乾燥室（以下単に乾燥室と呼ぶ）
１１に平衡室９中の水蒸気を放出させ、設定時間抜弁■
３が閉じ、弁Ｖ１３が開いて平衡室９が大気圧と平衡し
た後、後続バッチが平衡室９に搬入され蒸気置換加圧さ
れる終期に再び弁■３が開き、フ続いて弁ｖつが開いて
平衡室９、加熱室１０、乾燥室１１内の圧力が平衡した
時、第２扉２と第３扉３が同時に開いて夫々の扉を通っ
て１バツチづつが搬送される。

そして第３扉３と弁■３とが閉じると、弁ｖ４が開いて
乾燥室１１内の蒸気が放ヲ出される。

その放出が終ると弁ｖ４が閉じ、弁Ｖ６が開くと共に真
空ポンプ１８が始動し、図示されていないコンデンサー
を通して乾燥室１１内が真空排気される。

その結果素材中の遊離水分は放圧時と同様に素材の保有
熱量によって減圧真空自己フ蒸発して最短時間に真空乾
燥が進行すると共に、素材の内部に含まれていた高温水
分も自発的に表面蒸発して乾燥が進み、その自己蒸発に
よって内部まで急速に真空冷却される効果があるのであ
る。

次に設定時間抜弁ｖ６が閉じ、弁■５が開き、図り示さ
れていないコンプレッサーで加圧された圧縮空気がコー
ルドトラップ１９で冷却脱湿さレテ低温脱湿空気となっ
て乾燥室１１内に吹き込まれる。

そして乾燥室１１と低温脱湿空気循環冷却室（以下単に
冷却室と呼ぶ）１１とが圧力平衡した時、フ第４扉４が
開いて１バツチが搬送されて第４扉４と弁■５が閉じ、
冷却室１２に搬送されたバッチが設定時間冷却される間
に前記の通り後続バッチの搬送処理が進められる。

しかし、第３扉３を開いた時乾燥室１１内の空気分圧を
制御する必要が生じた場合にはその都度乾燥室１１内を
真空排気するか、図示しない蒸気置換弁により残存空気
を蒸気と置換する。

次に該定時間冷却されたバッチは、図示されていない放
圧弁を開いて冷却室１２内を大気圧にしてから第５扉５
を開いて搬出し、自動秤量装置１３で乾燥重量を記録さ
せる。

以上はセメント系コンクリート成形品の急速養生乾燥冷
却の方法であるが、養生を必要としない石膏系や粘土系
成形品の場合には変形やキレンなどが発生しないように
乾燥硬化急速冷却すればよいので、平衡室９、加熱室１
０、乾燥室１１には圧縮空気を吹込み、素材から蒸発す
る水蒸気で室内の雰囲気を湿り空気にし、湿度が過大に
なる恐れのある加熱室１０内の雰囲気は循環ブロア２３
の吸入側に設けた逃し弁（図示せず）から放出させなが
ら低温圧縮空気を■２から導入して湿り度を８周節する
ようにする。

このようにして硬化乾燥冷却した素材を次に第６扉６を
開いて真空加圧含浸室（以下単に含浸室と呼ぶ）１４に
搬入し、第６扉６が閉じてから弁■８を開き、同時に真
空ポンプ１８が起動して室内を高真空脱気した後、弁ｖ
８を閉じ、次いで弁ＶＩＯを開いて冷却保冷タンク２０
中のモノマー溶液をフロート弁２１を通って含浸室１４
に吸入させる。

そして設定液面に達した時弁ＶＩＯが閉じ、弁ｖ７が開
いて圧縮空気が導入される。

この圧縮空気により液面が加圧されてモノマー溶液が素
材の空隙部に真空含浸され、液面は次第に降下する。

従って設定液面は真空加圧金没後の降下液面が含浸漬素
材の最高面以上若干高くなる程度に設定する必要がある
。

設定時間経過した時、空気加圧下で弁Ｖ １０を開くと
、残存モノマー液は冷却保冷タンク２０中に押し戻され
、素材表面など接液面に付着した液も流下しながら液面
が降下し、フロート弁２１のフロートが浮力を失うとフ
ロート弁２１が自動的に閉止する。

それまでに弁■１□とＶｌｌから設定割合で圧縮空気と
高圧蒸気とを混合導入して加圧湿熱重合室（以下単に重
合室と呼ぶ）１５内の圧力が含浸室１４内の圧力と平衡
した時第７扉７を開いて含浸漬バッチを重合室１５に搬
送し、第７扉７を閉じ、プロペラ２２が始動して加圧湿
熱重合が進行する。

一方、その間に含浸室１４の加圧空気は弁■９を開いて
放出され、大気圧に戻ってから第６扉６が開いて後続バ
ッチの搬入から前記の真空加圧含浸操作が繰返される。

重合室１５における加圧湿熱重合が完了した時、弁ｖ１
□が開いて加圧湿熱空気が放出され、第８扉８の両側が
大気圧になった後第８扉８が開いて重合済製品が搬出さ
れ、放冷風乾した後自動秤量装置１６で含浸重量が記録
される。

ノ 従来の全ての真空加圧含浸方法は、真空加圧含浸後
残存含浸液を戻すと共に、大気圧まで放圧して含浸漬素
材を取出した後、含浸液の硬化処理に移るため、折角加
圧含浸された含浸液の一部が内部の圧力や重力などで流
出して含浸率が低下するｉばかりでなく、流出液が表面
を流下する途中で粘度が上昇して表面がアバタヅラにな
ってしまい、清掃しても後から流出してきりがないので
、そのま５硬化処理するため、最終製品の表面仕上げが
困難であったが、本発明では加圧下で重合室に移ノ送し
て表面層から急速に加圧湿熱重合を進めて内部の含浸液
の温度上昇に基く膨出を抑制しながら重合を完了するた
め、実質的に含浸率が向上し、最終製品の表面も仕上げ
を必要としない程度に平滑になる効果がある。

ｉ 尚前記中放圧蒸気や空気の一部を他の処理室の加圧
に利用して省エネルギー効果を期待したため、設定プロ
グラムが複雑になったり待ち時間が長くなったりするよ
うに見られるが、本発明の目的を完遂する主工程の所用
時間が相当長い関係上、−；部分に長い待時間を設けて
も全工程に殆んど影響を与えないようにプログラムを設
定することが容易に出来る可能性がある。

従って本発明の方法は特許請求の範囲内で配管系統、特
に自動弁などを増減して部分的に設定プ１０グラムを変
更することが出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の配置図の略図、第２図は
段間耐熱自動扉の要部断面図の一例略図である。 ； ■及びト・・・・・第１及び第２トンネル型多段耐
圧処理室、１〜８・・・・・・段間耐圧自動扉、９・・
・・・・蒸気置換圧力平衡室、１０・・・・・・高圧高
温過熱蒸気吹込向流循環加熱室、１１・・・・・・放圧
真空自己蒸発乾燥室、１２・・・・・・低温脱湿空気循
環冷却室、１３及び１６・・・・・・自動秤量装置、１
４・・・・・・真空加圧含浸室、１５・・・・・・加圧
湿熱重合室、１７・・・・・・過熱蒸気発生器、１８・
・・・・・真空ポンプ、１９・・・・・・コールドトラ
ップ、２０・・・・・・モノマー溶液令蔵タンク、２１
・・・・・・自動フロート弁、２２・・・・・・攪拌用
プロペラ、２３・・・・・・循環ブロアー、■１〜Ｖ１
４・・・・・・弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被処理素材を積載したスノコ台パレットの一定数を
   １バツチとしてローラーコンベア上を設定プログラムに
   従ってバッチ連続式に自動搬送する搬送路に蒸気置換圧
   力平衡室９、高圧高温過熱蒸気吹込向流循環加熱室１０
   、放圧真空自己蒸発乾燥室１１及び低温脱湿空気循環冷
   却室１２からなる第１トンネル型多段耐圧処理室Ｉ、自
   動秤量装置１３、真空加圧含浸室１４と加圧湿熱重合室
   １５からなる第２トンネル型多段耐圧処理室■と自動秤
   量装置１６の順に一連に配置し、且つ前記各室の扉を２
   枚の平行扉を複数組の倍力継手で接続すると共に、その
   倍力継手の中心軸を油圧シリンダーのピストンロンドで
   操作する断熱容易な一操作開閉二重耐圧シール式自動扉
   とし、入口の前記蒸気置換圧力平衡室９を経て１バツチ
   づつ高圧高温過熱蒸気吹込向流循環加熱室１０に搬入し
   、設定バッチ数搬入される間に所定の熱処理を終った先
   頭バッチから放圧真空自己蒸発乾燥室１１に搬入して急
   速に乾燥した後、低温脱湿空気を吹込んでから低温脱湿
   空気循環冷却室１２に搬入して冷却した後、乾燥重量を
   自動秤量装置１３により記録し、次いで真空加圧含浸室
   １４において、所定の七ツマー溶液を真空加圧含浸した
   後、空幼Ｊ目圧下で加圧湿熱重合室１５に搬入して含浸
   モノマー溶液の流出、発泡、吹出しを抑圧しながら、高
   圧湿熱重合させた後、放圧して搬出し、放冷風乾して含
   浸重量を自動秤量装置１６により記録する全操作を設定
   プログラムに従って集中的に制御することを特徴とする
   全自動バッチ連続式ポリマー含浸強化材の製造方法。