水性スラリ注入装置、及び水性スラリ注入方法
【課題】水性スラリを効率良く、かつ、連続的な水性スラリを提供できる装置を提供する。
【解決手段】水性スラリ注入装置は、水硬性組成物の供給機１１，２１と、水硬性組成物と水とを混練するミキサＡ１３，Ｂ１３，Ａ２３，Ｂ２３と、供給機とミキサとの間に設けられた水硬性組成物の輸送路と、水性スラリの貯蔵槽１４，２４と、ミキサで混練された水硬性組成物と水とを含有する水性スラリを貯蔵槽に輸送する為の各々のミキサと貯蔵槽との間に設けられた複数の輸送路と、貯蔵槽内の水性スラリを目的個所に排出・輸送するポンプとを具備してなり、ミキサは、その混練容量が、何れも、５０リットルである水性スラリ注入装置。
【解決手段】水性スラリ注入装置は、水硬性組成物の供給機１１，２１と、水硬性組成物と水とを混練するミキサＡ１３，Ｂ１３，Ａ２３，Ｂ２３と、供給機とミキサとの間に設けられた水硬性組成物の輸送路と、水性スラリの貯蔵槽１４，２４と、ミキサで混練された水硬性組成物と水とを含有する水性スラリを貯蔵槽に輸送する為の各々のミキサと貯蔵槽との間に設けられた複数の輸送路と、貯蔵槽内の水性スラリを目的個所に排出・輸送するポンプとを具備してなり、ミキサは、その混練容量が、何れも、５０リットルである水性スラリ注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水性スラリ注入技術に関する。特に、例えばセメント等の水硬性無機物質を有効成分とする注入材を地盤や岩盤あるいは空洞などに注入する為の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤や岩盤の止水、軟弱地盤の改質、空洞充填などの為に注入材が使用されている。好ましい注入材として、例えばセメント系の注入材が提案されている。すなわち、セメント系注入材は、一般的に、水ガラス系やシリカゾル系よりも、コストが安く、高い強度発現性が得られ易く、耐久性に優れているからである。セメント系注入材は、一般的には、セメント等を有効成分とする水性スラリの１液型注入材と、作業上有要な可使時間を確保調整し易く、注入後は速やかに凝結し、高い強度が得られ易い２液型注入材とに分けられる。２液型注入材は、急硬性物質や凝結促進物質を有効成分とする水性スラリと、ポルトランドセメント等のセメントを有効成分とする水性スラリとの２剤を作液し、注入時に、両者が混合される。
【０００３】
ところで、１液型注入材にしても２液型注入材にしても、この種の水性スラリの作液には、特許文献１〜特許文献６に示される如く、連続式ミキサが用いられたり、特許文献７に示される如く、バッチ式ミキサが用いられている。尚、車上プラント方式や狭隘箇所では、コンパクトな点から、連続式ミキサが使用される場合が多い。
【０００４】
しかしながら、供給機内粉体の嵩密度が異なることが有り、このような場合、連続式ミキサが用いられた場合には、材料を連続的に供給することに限界が有る。更に、水性スラリの注入中に、水性スラリのリークや作業の中断が有った場合、連続式ミキサも運転を一時中止せざるを得ない。この時、運転開始後における水性スラリの品質にバラツキが出来てしまう。そして、所望品質の水性スラリが得られるようになるには時間が掛かる。
【０００５】
これに対して、バッチ式ミキサは、バッチ毎に各材料を計量する為、品質にバラツキが少ない。
【０００６】
しかしながら、一度に大量の水性スラリを作液するようになる為、水性スラリが無駄になる場合も多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２４１６３８号公報
【特許文献２】特開２０００−２０２２６６号公報
【特許文献３】特開２００６−３４２５４９号公報
【特許文献４】特開２００７−２３４９６号公報
【特許文献５】特開２００７−３３１２６５号公報
【特許文献６】特開２００９−９６０４０号公報
【特許文献７】特開２００１−２１９４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明が解決しようとする課題は、前記問題点を解決することである。特に、従来のバッチ式ミキサの大きな問題点、即ち、水性スラリの無駄が少なくなること、かつ、連続式ミキサの大きな問題点、即ち、中止後再開時における水性スラリの品質のバラツキが少なくなること、更には水性スラリの注入に際して、水性スラリを効率良く、かつ、連続的な如く水性スラリを提供でき、しかも、そのような水性スラリを提供できる装置はコンパクトな技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題は、
水硬性組成物を含有する水性スラリを注入する水性スラリ注入装置であって、
前記水性スラリ注入装置は、
水硬性組成物の供給機と、
水硬性組成物と水とを混練するｎ（ｎは２以上の整数）個のミキサと、
前記供給機と前記ｎ個のミキサとの間に設けられた水硬性組成物の輸送路と、
水性スラリの貯蔵槽と、
前記ミキサで混練された水硬性組成物と水とを含有する水性スラリを前記貯蔵槽に輸送する為の前記ｎ個の各々のミキサと前記貯蔵槽との間に設けられた合計ｎ個の輸送路と、
前記貯蔵槽内の水性スラリを目的個所に排出・輸送するポンプ
とを具備してなり、
前記ｎ個のミキサは、その混練容量が、何れも、５０リットル以下のミキサである
ことを特徴とする水性スラリ注入装置によって解決される。
【００１０】
前記課題は、前記水性スラリ注入装置であって、好ましくは、前記供給機から水硬性組成物を保有していない空のミキサに水硬性組成物が供給されるよう構成されると共に、この供給された水硬性組成物と水とのミキサ混練による水性スラリが前記ミキサから前記貯蔵槽に供給されるよう構成されてなることを特徴とする水性スラリ注入装置によって解決される。
【００１１】
前記課題は、前記水性スラリ注入装置であって、好ましくは、前記ポンプによる水性スラリの排出・輸送中にあっても前記貯蔵槽内の水性スラリが規定量を保持するようミキサから前記貯蔵槽に水性スラリが順に供給されるよう構成されてなることを特徴とする水性スラリ注入装置によって解決される。
【００１２】
前記課題は、前記水性スラリ注入装置であって、好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリが規定量を越えた場合、前記ミキサから前記貯蔵槽への水性スラリの供給が停止されるよう構成されてなることを特徴とする水性スラリ注入装置によって解決される。
【００１３】
前記課題は、前記水性スラリ注入装置であって、好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリが規定量を越えた場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内に水硬性組成物が供給されないよう構成されてなることを特徴とする水性スラリ注入装置によって解決される。
【００１４】
前記課題は、前記水性スラリ注入装置であって、好ましくは、前記ミキサは水硬性組成物計量器を具備してなり、前記水硬性組成物計量器によって前記ミキサ内に規定量の水硬性組成物が供給されるよう構成されてなることを特徴とする水性スラリ注入装置によって解決される。
【００１５】
前記課題は、前記水性スラリ注入装置であって、好ましくは、前記ミキサは水計量器を具備してなり、前記水計量器によって前記ミキサ内に規定量の水が供給されるよう構成されてなることを特徴とする水性スラリ注入装置によって解決される。
【００１６】
前記課題は、前記水性スラリ注入装置であって、好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出器を具備してなり、前記水性スラリ量検出器で検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、ミキサへの水硬性組成物の供給が停止されるよう構成されてなることを特徴とする水性スラリ注入装置によって解決される。
【００１７】
前記課題は、前記水性スラリ注入装置であって、好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出器を具備してなり、前記水性スラリ量検出器で検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、ミキサに水硬性組成物が供給されるよう構成されてなることを特徴とする水性スラリ注入装置によって解決される。
【００１８】
前記課題は、
前記水性スラリ注入装置が用いられた水性スラリ注入方法であって、
ポンプによって貯蔵槽内の水性スラリが目的個所に排出・輸送される排出・輸送ステップと、
ｎ（ｎは２以上の整数）個のミキサの中の或るミキサに規定量の水硬性組成物が供給される水硬性組成物供給ステップと、
前記水硬性組成物供給ステップで供給された水硬性組成物と、該水硬性組成物供給ステップに先んじて該ミキサに供給されている規定量の水とが該ミキサによって混練される混練ステップと、
前記混練ステップで得られた水性スラリが貯蔵槽内に供給される水性スラリ供給ステップ
とを具備することを特徴とする水性スラリ注入方法によって解決される。
【００１９】
前記課題は、前記水性スラリ注入方法であって、好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出ステップを具備し、前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内への水硬性組成物の供給が停止されることを特徴とする水性スラリ注入方法によって解決される。
【００２０】
前記課題は、前記水性スラリ注入方法であって、好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出ステップを具備し、前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内に水硬性組成物が供給されることを特徴とする水性スラリ注入方法によって解決される。
【００２１】
前記課題は、
ポンプによって貯蔵槽内の水性スラリが目的個所に排出・輸送される排出・輸送ステップと、
ｎ（ｎは２以上の整数）個のミキサの中の或るミキサに規定量の水硬性組成物が供給される水硬性組成物供給ステップと、
前記水硬性組成物供給ステップで供給された水硬性組成物と、該水硬性組成物供給ステップに先んじて供給されている規定量の水とが該ミキサによって混練される混練ステップと、
前記混練ステップで得られた水性スラリが貯蔵槽内に供給される水性スラリ供給ステップと、
貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出ステップ
とを具備してなり、
前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内への水硬性組成物の供給が停止され、前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内に水硬性組成物が供給される
ことを特徴とする水性スラリ注入方法によって解決される。
【発明の効果】
【００２２】
従来のバッチ式ミキサの大きな問題点、即ち、水性スラリの無駄が改善され、かつ、連続式ミキサの大きな問題点、即ち、中止後再開時における水性スラリの品質のバラツキと言った問題点が改善される。
【００２３】
特に、水性スラリの注入に際して、安定した品質の水性スラリを効率良く、かつ、連続式ミキサの如く水性スラリを提供できる。
【００２４】
更には、上記特長を奏する装置はコンパクトに構成できる。特に、従来のバッチ式ミキサに比べると、小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の水性スラリ注入装置の概略図
【図２】本発明の水性スラリ注入装置の車上搭載形態での概略平面図
【図３】本発明の水性スラリ注入装置の動作概略図
【図４】本発明で作液された水性スラリの密度変動のグラフ
【図５】本発明で作液された水性スラリの密度変動のグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２６】
第１の発明は水性スラリ注入装置である。本装置は、特に、水硬性組成物を含有する水性スラリを注入する装置である。本装置は、例えば車に搭載されている。この場合、移動可能になる。本装置は供給機（水硬性組成物の供給機）を具備する。本装置はミキサ（水硬性組成物と水とを混練するミキサ）を具備する。前記ミキサの数はｎ（ｎは２以上の整数）個である。実用的には１０個以下である。好ましくは５個以下である。更に好ましくは３個以下である。２個であっても良い。その理由は、数が少ない方が、全体として小型になるからである。そして、２個の場合でも、水性スラリの作液は準連続的である。前記ミキサは、その混練容量が、何れも、５０リットル以下のミキサである。好ましくは、３０リットル以下のミキサである。更に好ましくは、２０リットル以下のミキサである。５リットル〜１５リットルのミキサであっても良い。下限値は、実用的には、５リットルであろう。複数個のミキサは、その混練容量が異なるものでも良いが、現実的には、互いに、同等なものが選ばれる。尚、混練容量が互いに異なるミキサが採用されても、これ等のミキサで混練される量は実質上同等である。なぜならば、混練量が異なると、制御が厄介になるからである。本装置は第１の輸送路（前記供給機と前記ｎ個のミキサとの間に設けられた水硬性組成物の輸送路）を具備する。この第１の輸送路は、前記ｎ個のミキサに応じて、合計、ｎ個有っても良い。すなわち、一つのミキサに対応して一つの輸送路が独立して設けられていても良い。尚、各輸送路の一部が共用されても良い。或いは、前記輸送路が可動式に構成されておれば、即ち、ミキサに水硬性組成物を供給するに際して、前記輸送路の水硬性組成物排出口を各々のミキサに対応して位置させ、各々のミキサ内に水硬性組成物を供給できるようにしておくならば、一つでも済む。本装置は貯蔵槽（水性スラリの貯蔵槽）を具備する。本装置は第２の輸送路（前記ミキサで混練された水硬性組成物と水とを含有する水性スラリを前記貯蔵槽に輸送する為の輸送路）を具備する。前記第２の輸送路は、前記ｎ個の各々のミキサと前記貯蔵槽との間に設けられたものである。従って、前記第２の輸送路の数は、合計、ｎ個である。このｎ個の輸送路は、ｎ個のミキサが互いに独立したものであるから、互いに、独立したものである。尚、各輸送路の一部が共用されても良い。従って、ｎ個のミキサで作液された水性スラリは、各々、直接、貯蔵槽に供給される。本装置はポンプ（前記貯蔵槽内の水性スラリを目的個所に排出・輸送するポンプ）を具備する。
【００２７】
本装置は、前記供給機から水硬性組成物を保有していない空のミキサ（複数個のミキサの中、現在、混練動作が行われていないミキサ）に水硬性組成物が供給されるよう構成されている。この供給された水硬性組成物と水とのミキサ混練による水性スラリが、前記ミキサから前記貯蔵槽に供給されるよう構成されている。好ましくは、前記ポンプによる水性スラリの排出・輸送中にあっても、前記貯蔵槽内の水性スラリが規定量を保持するようミキサから前記貯蔵槽に水性スラリが順に供給されるよう構成されている。好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリが規定量を越えた場合、前記ミキサから前記貯蔵槽への水性スラリの供給が停止されるよう構成されている。好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリが規定量を越えた場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内に水硬性組成物が供給されないよう構成されている。好ましくは、水硬性組成物計量器を具備し、前記水硬性組成物計量器によって前記ミキサ内に規定量の水硬性組成物が供給されるよう構成されている。水硬性組成物計量器は供給機またはミキサに設けられる。好ましくは、各ミキサに設けられる。ミキサに設けられるのが好ましい。なぜならば、ミキサ内への供給直前に計量されるから、ミキサ内に供給（投入）される水硬性組成物の量がより正確になる。好ましくは、水計量器を具備し、前記水計量器によって前記ミキサ内に規定量の水が供給されるよう構成されている。水計量器は、水源部位またはミキサに設けられる。好ましくは、各ミキサに設けられる。ミキサに設けられるのが好ましい。なぜならば、ミキサ内への供給直前に計量されるから、ミキサ内に供給（投入）される水量がより正確になる。好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出器を具備する。そして、前記水性スラリ量検出器で検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、ミキサへの水硬性組成物の供給が停止されるよう構成されている。或いは、前記水性スラリ量検出器で検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、ミキサに水硬性組成物が供給されるよう構成されている。
【００２８】
そして、本実施形態の装置によれば、従来のバッチ式ミキサの大きな問題点、即ち、水性スラリの無駄が改善される。かつ、連続式ミキサの大きな問題点、即ち、中止後再開時における水性スラリの品質のバラツキと言った問題点が改善される。特に、水性スラリの注入に際して、安定した品質の水性スラリを効率良く、かつ、連続式ミキサの如く水性スラリを提供できる。更には、上記特長を奏する装置はコンパクトに構成できる。特に、従来のバッチ式ミキサに比べると、小型化できる。又、従来のバッチ式ミキサを用いた場合に比べて、ミキサや貯蔵槽を小さく出来る為、作業後に行われるミキサ等の洗浄も簡単になる。洗浄時間も短縮される。洗浄水が少なくて済むから、廃液処理も容易である。
【００２９】
第２の発明は水性スラリ注入方法である。前記水性スラリ注入装置が用いられた水性スラリ注入方法である。本方法は、ポンプによって貯蔵槽内の水性スラリが目的個所に排出・輸送される排出・輸送ステップを具備する。本方法は、ｎ（数（ｎ）は前記に準じる）個のミキサの中の或るミキサに規定量の水硬性組成物が供給される水硬性組成物供給ステップを具備する。本方法は、前記水硬性組成物供給ステップで供給された水硬性組成物と、該水硬性組成物供給ステップに先んじて該ミキサに供給されている規定量の水とが該ミキサによって混練される混練ステップを具備する。本方法は、前記混練ステップで得られた水性スラリが貯蔵槽内に供給される水性スラリ供給ステップを具備する。本方法は、好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出ステップを具備する。そして、前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内への水硬性組成物の供給が停止される。及び／又は、前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内に水硬性組成物が供給される。
【００３０】
第３の発明は水性スラリ注入方法である。本方法は、ポンプによって貯蔵槽内の水性スラリが目的個所に排出・輸送される排出・輸送ステップを具備する。本方法は、ｎ（数（ｎ）は前記に準じる）個のミキサの中の或るミキサに規定量の水硬性組成物が供給される水硬性組成物供給ステップを具備する。本方法は、前記水硬性組成物供給ステップで供給された水硬性組成物と、該水硬性組成物供給ステップに先んじて供給されている規定量の水とが該ミキサによって混練される混練ステップを具備する。本方法は、前記混練ステップで得られた水性スラリが貯蔵槽内に供給される水性スラリ供給ステップを具備する。本方法は、貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出ステップを具備する。そして、前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内への水硬性組成物の供給が停止され、前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内に水硬性組成物が供給される。
【００３１】
以下、更に詳しく説明される。
【００３２】
水硬性組成物を供給する供給機には第１の輸送路が設けられている。この第１の輸送路は、例えば排出用スクリュで構成される。例えば、ミキサと同じ数の排出用スクリュが設けられる。排出用スクリュの排出口端には開閉弁が設けられている。水硬性組成物の計量開始時に開閉弁が開き、スクリュが回転してミキサにセメント系水硬性組成物が供給される。水硬性組成物が所望量だけ計量されると、スクリュが停止し、開閉弁が閉じる。スクリュの動作（回転）はインバータで制御されている。従って、単位時間当たりの供給量が調整できる。計量値に近付くと、スクリュの回転を遅くすることも出来る。このようにしておくと、タイムラグによる誤差を少なくできる。従って、計量精度が高まる。供給機の形状・寸法などは、使用量等に適ったものを適宜選定すれば良い。セメント系水硬性組成物が補充でき易い形状で、ステンレス等の錆難い材質からなるものが良い。供給機は、例えばミキサや貯蔵槽と連動している。ポンプの圧送量に応じて運転され、ミキサに規定量の水硬性組成物が供給される。
【００３３】
ミキサは、本発明にあっては、複数、存在する。ミキサの数は、好ましくは、前述の通り、２〜５台である。更に好ましくは２〜３台である。各ミキサには、供給機から供給（排出）されるセメント水硬性組成物を計量できる計量器が備わっている。各ミキサには、１バッチ当たりの配合水を計量できる水計量器が備わっている。練り混ぜる水性スラリの配合に適った配合水量が計量される。各ミキサの形状・寸法は特に限定されない。但し、本発明の目的が大きく奏されるのは、前述の通り、５０リットル以下のミキサである。好ましくは、３０リットル以下のミキサである。更に好ましくは、２０リットル以下のミキサである。５リットル〜１５リットルのミキサであっても良い。従来のバッチ式ミキサの如く、１００リットル以上、例えば２００リットルもの大きさになると、本発明の目的が奏され難い。別の表現で言うならば、各々のミキサにおける単位時間当たりの撹拌（混練）容量は、施工（水性スラリ注入作業）に必要なポンプ（圧送用ポンプ）の単位時間たりの圧送量以下である。かつ、連続運転が可能な範囲であって、出来るだけ小型なものである。各ミキサにおける撹拌羽根の形状・寸法は、特には、限定されない。ミキサ内壁に撹拌効率を上げる為のじゃま板等が適宜設けられていても良い。撹拌羽根の回転数は、短時間での撹拌が要請されることから、例えば１分間当たり５００〜１５００回転である。好ましくは８００〜１０００回転である。各ミキサは供給機や貯蔵槽と連接して設けられている。各ミキサは圧送ポンプの圧送量に応じて運転される。
【００３４】
前記ミキサで混練・作液された水性スラリは貯蔵槽に供給（排出）される。作業開始時においては、各々のミキサで混練・作液された水性スラリは、一度に、貯蔵槽に供給（排出）されても良い。勿論、規定量の水硬性組成物が各々のミキサに順に供給され、混練が順に行われ、水性スラリが貯蔵槽に順に供給（排出）されても良い。しかし、水性スラリによって貯蔵槽が満たされた後では、水硬性組成物は前記ミキサには順に供給され、混練は順に行われる。そして、水性スラリの貯蔵槽への供給（排出）は順に（間歇的に）行われる。水性スラリの作液は順に（間歇的に）行われることから、水硬性組成物の無駄が少なくなる。貯蔵槽の形状・寸法は、特には、限定されない。貯蔵槽の容量は、好ましくは、施工（水性スラリ注入作業）に必要な圧送用ポンプの単位時間当たりの圧送量の２倍以下である。かつ、連続運転が可能な範囲であって、出来るだけ小型なものである。貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出器が設けられている。この水性スラリ量検出器の出力信号で水硬性組成物の供給が制御される。例えば、前記水性スラリ量検出器で検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、ミキサへの水硬性組成物の供給が停止される。前記水性スラリ量検出器で検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、ミキサに水硬性組成物が供給される。貯蔵槽には、必要に応じて、アジテータが取り付けられる。貯蔵槽は、供給機やミキサと連動しており、圧送ポンプの圧送量に応じて運転され、圧送ポンプに水性スラリが供給される。
【００３５】
貯蔵槽内に貯蔵されている水性スラリは、ポンプ（例えば、圧送ポンプ）によって、水性スラリを必要とする個所（注入個所）に供給される。ポンプ（圧送ポンプ）の型式は、特には、限定されない。例えば、水性スラリの輸送（圧送）に適した構造のものであれば、如何なるものでも良い。ポンプの輸送（圧送）量に応じて、供給機やミキサが連動して運転される。
【００３６】
本実施形態の水性スラリ注入装置は、水硬性組成物（例えば、セメント系水硬性組成物）を含有してなる水性スラリを注入材として用いるものである。水性スラリは１液型のものでも良く、２液型のものでも良い。何れのタイプのものにも適用可能である。セメント系水硬性組成物は、セメントを有効成分とする水硬性組成物である。セメント以外にも、例えば凝結促進剤、凝結遅延剤、速硬剤などの凝結や硬化状態をコントロールする成分、増粘剤や分散剤などの他の機能を付与する成分を配合含有したものでも良い。このような成分は、モルタルやコンクリートに使用可能なものであって、注入性状に支障を及ぼさず、本発明の効果を喪失させるものでない限り、何れのものでも良い。尚、この種の剤は、適宜、例えば水計量器（或いは、ミキサ）に供給され、配合される。使用されるセメントも限定されない。具体的には、普通、早強、超早強、低熱、中庸熱等の各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の各種混合セメント、エコセメント等の特殊セメントを用いることが出来る。石膏などの水硬性物質を含むものでも良い。前記水性スラリに砂やスラグ等の細骨材が添加された流動性の大きいモルタルであっても良い。
【００３７】
以下、具体的な実施例を挙げて詳細に説明する。本実施形態ではミキサが二つの場合で説明される。但し、本発明は以下の記述に限定されるものでは無い。前述の本発明の技術思想を逸脱しない限り、本発明に含まれる。
【００３８】
図１は本発明の一実施形態になる水性スラリ注入装置の概略図、図２は図１の装置が車上搭載形態での概略平面図、図３は水性スラリ注入装置の動作概略図である。図１には、Ａ液とＢ液との２液で構成される２液型タイプの注入材に用いられる装置が示されている。尚、１液で構成される１液型タイプの注入材が用いられる場合は、Ａ液側の部位の装置が用いられるに過ぎず、基本的な技術思想は同様である。
【００３９】
各図中、３は水タンクである。４は水供給ポンプである。１１，２１は供給機である。１１ａ，２１ａは、供給機１１，２１への資材の投入口である。Ａ１１ｂ，Ｂ２１ｂはモータである。Ａ１１ｃ，Ｂ１１ｃ，Ａ２１ｃ，Ｂ２１ｃはスクリュである。Ａ１１ｄ，Ｂ１１ｄ，Ａ２１ｄ，Ｂ２１ｄは排出弁である。Ａ１１ｅ，Ｂ１１ｅ，Ａ２１ｅ，Ｂ２１ｅは排出口である。Ａ１２，Ｂ１２，Ａ２２，Ｂ２２は水計量器である。Ａ１２ａ，Ｂ１２ａ，Ａ２２ａ，Ｂ２２ａは供給弁である。Ａ１２ｂ，Ｂ１２ｂ，Ａ２２ｂ，Ｂ２２ｂは計量センサである。Ａ１２ｃ，Ｂ１２ｃ，Ａ２２ｃ，Ｂ２２ｃは排出弁である。Ａ１３，Ｂ１３，Ａ２３，Ｂ２３はミキサである。ミキサＡ１３，Ｂ１３，Ａ２３，Ｂ２３の単位時間当たりの混練容量は、例えば１０リットルである。Ａ１３ａ，Ｂ１３ａ，Ａ２３ａ，Ｂ２３ａは計量器である。Ａ１３ｂ，Ｂ１３ｂ，Ａ２３ｂ，Ｂ２３ｂはモータである。Ａ１３ｃ，Ｂ１３ｃ，Ａ２３ｃ，Ｂ２３ｃは撹拌翼である。Ａ１３ｄ，Ｂ１３ｄ，Ａ２３ｄ，Ｂ２３ｄは排出弁である。１４，２４は貯蔵槽である。貯蔵槽１４，２４の最大容積は、例えば３０リットルである。１４ａ，２４ａは検出センサである。１４ｂ，２４ｂはモータである。１４ｃ，２４ｃは撹拌翼である。１５，２５は圧送ポンプである。１６，２６は流量計である。１７，２７は圧力計である。
【００４０】
上記説明から理解されると思われるが、１の数字で始まる符号はＡ液側における各部位の装置を示し、２の数字で始まる符号はＢ液側における各部位の装置を示す。数字の前に付されているＡは第1ミキサに対応するものであり、数字の前に付されているＢは第２ミキサに対応するものである。Ａ液側の装置とＢ液側の装置とは、処理対象物が異なるに過ぎず、基本的に同じである。従って、以下では、Ａ液側の装置の作用について説明する。Ｂ液側についても同じであるから、Ｂ液側の装置の作用は以下の説明から簡単に類推される。
【００４１】
供給機１１はセメント系水硬性組成物の供給機である。供給機１１は、複数の排出用スクリュＡ１１ｃ，Ｂ１１ｃを具備する。排出用スクリュＡ１１ｃ，Ｂ１１ｃは、各々、モータＡ１１ｂ，Ｂ１１ｂ（Ｂ１１ｂは図示されず）で駆動される。尚、モータＡ１１ｂとモータＢ１１ｂとは、基本的に、同時には作動しない。異なる時間において別々に駆動される。この駆動に連動して排出弁Ａ１１ｄ，Ｂ１１ｄが作動する。セメント系水硬性組成物は、投入口１１ａから補充（供給）される。排出用スクリュＡ１１ｃ，Ｂ１１ｃの運転時においても、セメント系水硬性組成物は、投入口１１ａから補充（供給）できる。
【００４２】
水計量器Ａ１２，Ｂ１２で計量された規定量の水（配合水）がミキサＡ１３，Ｂ１３に供給される。ミキサＡ１３とミキサＢ１３とにセメント系水硬性組成物は、基本的に、同時に供給（投入）されないことを説明したが、水（配合水）はミキサＡ１３とミキサＢ１３とに同時に供給（投入）されても良い。勿論、セメント系水硬性組成物の場合と同様に順に供給（投入）されても良い。但し、水（配合水）がミキサＡ１３，Ｂ１３に供給（投入）された後、セメント系水硬性組成物がミキサＡ１３，Ｂ１３に供給（投入）される。
【００４３】
規定量の水（配合水）がミキサＡ１３，Ｂ１３に供給された後、セメント系水硬性組成物がミキサＡ１３，Ｂ１３に供給される。すなわち、供給機１１から排出されたセメント系水硬性組成物が計量器Ａ１３ａ，Ｂ１３ａで計量される。計量器Ａ１３ａ，Ｂ１３ａは、排出用スクリュＡ１１ｃ，Ｂ１１ｃのモータＡ１１ｂ，Ｂ１１ｂ（Ｂ１１ｂは図示されず）、及び排出弁Ａ１１ｄ，Ｂ１１ｄと連動している。例えば、計量器Ａ１３ａ，Ｂ１３ａによって、ミキサＡ１３，Ｂ１３内へのセメント系水硬性組成物の供給量（投入量）が規定量になったことが検出されると、モータＡ１１ｂ，Ｂ１１ｂは停止すると共に、排出弁Ａ１１ｄ，Ｂ１１ｄが閉まる。従って、規定量以上のセメント系水硬性組成物の供給（投入）は起こらない。
【００４４】
規定量のセメント系水硬性組成物のミキサ内への供給（投入）が開始されると、モータＡ１３ｂ，Ｂ１３ｂの駆動が開始される。これにより、撹拌翼Ａ１３ｃ，Ｂ１３ｃによる撹拌（混練）が開始される。所定時間の撹拌（混練）後、排出弁Ａ１３ｄ，Ｂ１３ｄが開く。これにより、セメント系水硬性組成物と水との混練物（水性スラリ）が排出される。そして、水性スラリは貯蔵槽１４に供給（投入：貯蔵）される。
【００４５】
本発明の装置は複数個のミキサを具備している。本実施形態では２台のミキサが有る。前述の通り、ミキサＡ１３とミキサＢ１３とに、特別な場合（開始時）を除いて、同時に、セメント系水硬性組成物が供給（投入）されることは無い。勿論、如何なる場合でも、セメント系水硬性組成物が、交互に、ミキサＡ１３とミキサＢ１３とに供給（投入）されても良い。例えば、ミキサＡ１３が撹拌（混練）作業中に、ミキサＢ１３による撹拌（混練）作業の準備（撹拌（混練）作業の待機）が行われる。ミキサＢ１３が撹拌（混練）作業中に、ミキサＡ１３による撹拌（混練）作業の準備（撹拌（混練）作業の待機）が行われる。すなわち、一方のミキサ内に投入された規定量の水と規定量のセメント系水硬性組成物とが混練されている時には、他方のミキサ内には規定量の水が投入されるに止まる。すなわち、この時点では、他方のミキサ内にセメント系水硬性組成物の投入は未だである。
【００４６】
ミキサＡ１３による撹拌（混練）作業が終了すると、セメント系水硬性組成物含有水性スラリが貯蔵槽１４に排出（投入）される。排出（投入）後、貯蔵槽１４に設けられた検出センサ１４ａによって、貯蔵槽１４内の水性スラリ量が検出される。この検出量が閾値より少ない場合、規定量の水が投入されているに過ぎない待機状態（準備状態）にあるミキサＢ１３に規定量のセメント系水硬性組成物が排出（投入）される。そして、撹拌（混練）作業が行われる。撹拌（混練）作業終了後、セメント系水硬性組成物含有水性スラリが貯蔵槽１４に排出（投入）される。前記検出量が閾値より多い場合、ミキサＢ１３内へのセメント系水硬性組成物の排出（投入）は行われず、待機状態のままである。
【００４７】
貯蔵槽１４内の水性スラリは圧送ポンプ１５によって、目的個所（水性スラリ注入個所）に排出・輸送される。圧送ポンプ１５の作動によって貯蔵槽１４内の水性スラリ量は減少する。貯蔵槽１４内の水性スラリの検出量が閾値より少なくなると、待機状態にあるミキサに規定量のセメント系水硬性組成物が排出（投入）され、撹拌（混練）作業が行われ、この後、水性スラリは貯蔵槽１４内に排出（投入）される。これによって、間歇的ではあるものの、貯蔵槽１４内に所定量の水性スラリが貯蔵されていることになる。従って、圧送ポンプ１５によって、連続的に、水性スラリを注入個所に注入できるようになる。注入中は、流量計１６と圧力計１７とによって、注入量と注入圧とが管理されている。モータ、排出弁、水計量器、計量センサ、検出センサ等は、制御盤によって、集中制御されている。
【００４８】
以下、Ａ液側ミキサによるセメントスラリの作液例が説明される。
供給機（Ｗ７６０ｍｍ Ｌ２２１０ｍｍ Ｈ１７００ｍｍ 容量０．６５ｍ３）１１に、超微粒子セメント（アロフィクスＭＣ 太平洋マテリアル製）が補充された。水計量器Ａ１２に水タンク（容量：２ｍ３）３から水中ポンプ４で水が供給され、８Ｌの水が計量された。この８Ｌの水がミキサ（φ２６０ｍｍ Ｈ４００ｍｍ 撹拌容量１０Ｌ）Ａ１３に供給された。この後、直ちに、ミキサＡ１３のモータＡ１３ｂが駆動され、撹拌翼Ａ１３ｃが回転（９００ｒｐｍ）し始めた。次に、モータＡ１１ｂが駆動され、スクリュＡ１１ｃが回転（払い出し量２５ｋｇ／分）し始め、ミキサＡ１３内にセメントが投入され始めた。セメント量はミキサに取り付けられている計量器（ロードセル）Ａ１３ａで計量された。６ｋｇのセメントが計量された時点で、排出弁Ａ１１ｄが閉じられた。これによって、ミキサＡ１３へのセメント投入は停止された。セメントの投入開始から停止までの計量時間は１５秒であった。計量後、更に、５秒間の撹拌（混練）が続行された。この撹拌（混練）によって得られた水性スラリ（セメントスラリ）は、排出弁Ａ１３ｄが開かれ、貯蔵槽（φ４００ｍｍ Ｈ２５０ｍｍ 容量３０Ｌ）１４内に供給（排出）された。排出後、排出弁Ａ１３ｄが閉じられ、予め、水計量器Ａ１２で計量されている８Ｌの水がミキサＡ１３に供給された。尚、８Ｌの水がミキサＡ１３に供給された後、直ちに、次のバッチの計量が行われる。
【００４９】
貯蔵槽１４内に供給（排出）された水性スラリ（セメントスラリ）は、撹拌翼１４ｃで撹拌されている。貯蔵槽１４に設けられた電極式の検出センサ１４ａによって、貯蔵槽１４内の水性スラリ（セメントスラリ）量が検知されている。すなわち、水性スラリ（セメントスラリ）量が最低液位（ＬＬ：本例における最低液位の水性スラリ量５Ｌ）と最高液位（ＨＬ：本例における最高液位の水性スラリ量２２Ｌ）との間にあるか否かが検知されている。水性スラリ量が最高液位以下の場合、引き続き、ミキサＡ１３の場合と同様にして、ミキサＢ１３に８Ｌの水と６ｋｇのセメントとが投入され、撹拌（混練）が行われた後、この混練による水性スラリが貯蔵槽１４内に供給（排出）される。水性スラリ量が最高液位を越えている場合、ミキサＢ１３内へのセメントの投入は行われず、ミキサＢ１３は停止状態のままである。
【００５０】
貯蔵槽１４と圧送ポンプ１５とはサクションホースで連結され、圧送ポンプ１５から排出口（注入口）までは注入ホース（途中に流量計１６及び圧力計１７）が連結されている。そして、貯蔵槽１４内の水性スラリ（セメントスラリ）は排出口（注入口）から供出（排出）されている。この供出（排出）に際しては、流量計１６による流量制御が、又、圧力計１７による圧力制御が行われている。注入個所への水性スラリの注入によって、貯蔵槽１４内の水性スラリ（セメントスラリ）が消費されることから、貯蔵槽１４内の液位は低下する。液位がＨＬ以下になった時点で、その検出信号を基にしてミキサＡ１３又はミキサＢ１３の何れか一方の待機状態にあるミキサにセメントの計量が開始される。セメントの計量、そして混練（撹拌）の後、そのミキサから水性スラリ（セメントスラリ）が貯蔵槽１４内に供給（排出）される。
【００５１】
貯蔵槽１４内の液位が、万が一にも、最低液位（ＬＬ）より低下した場合は、圧送ポンプ１５の運転は自動的に停止する。
【００５２】
上記工程の説明、即ち、ミキサＡ１３（ミキサ１）やミキサＢ１３（ミキサ２）の動作状況（水の供給・計量、セメントの供給・計量、水とセメントとの混練（撹拌）、混練（撹拌）後の水性スラリ（セメントスラリ）の貯蔵槽１４内への排出の状況）、貯蔵槽１４の動作状況（貯蔵槽１４内の液位の状況）、及び圧送ポンプ１５の動作状況が、図３に示される。これによれば、一方のミキサが動作中の時には、他方のミキサが待機中（ここで、待機中とは、水硬性組成物がミキサ内に投入（供給）されない状態を意味する。水はミキサ内に投入（供給）されていても良い。）であり、動作・待機を順に繰り返すことによって、二つのミキサによる混練が交替で行われ、準連続的に水性スラリ（セメントスラリ）の貯蔵槽１４内への排出が行われる。従って、水性スラリ（セメントスラリ）の注入作業に際して、基本的に、水性スラリ（セメントスラリ）が貯蔵槽１４内から無くなっていると言った事故は起き難い。しかも、従来のバッチ式ミキサに比べて、ミキサＡ１３，Ｂ１３の容積は小さく、合計しても、容積は小さく、従って無駄になるセメント量も必然的に少なくなる。しかしながら、一つ一つのミキサは基本的にはバッチ式ミキサであるから、ミキサの中止・再開時における水性スラリの品質のバラツキの問題は起きない。そして、水性スラリの注入に際して、水性スラリを効率良く、かつ、連続的な如く水性スラリを提供できる。しかも、水性スラリを提供できる装置はコンパクトである。
【００５３】
上記のようにして得られた水性スラリ（セメントスラリ）の品質が調べられたので、その結果が図４，５に示される。図４は、ミキサＡ１３（ミキサ１）やミキサＢ１３（ミキサ２）で作液された水性スラリ（セメントスラリ）の密度の変動具合のグラフである。密度の計算値は１．４ｇ／ｃｍ３であるのに対して、密度の計測値は１．３９７〜１．４１１ｇ／ｃｍ３であり、水性スラリ（セメントスラリ）の品質（密度）は安定していることが判る。図５は、圧送ポンプの動作時・停止後の動作開始時における密度の変動具合のグラフである。圧送ポンプが一時停止しても、水性スラリ（セメントスラリ）の品質（密度）は安定していることが判る。
【００５４】
上記説明は一液型の注入材の場合であった。二液型の場合には、Ｂ液側の部位の装置も同様に用いられ、注入に際して、貯蔵槽１４内のＡ液と貯蔵槽２４内のＢ液とが各々ポンプ１５，２５で圧送・供出（排出）され、途中で、混合された後、注入が行われる。そして、基本的な技術思想は同じであるから、詳細な説明は省略される。
【符号の説明】
【００５５】
３ 水タンク
４ 水供給ポンプ
１１，２１ 供給機
Ａ１１ｃ，Ｂ１１ｃ，Ａ２１ｃ，Ｂ２１ｃ スクリュ
Ａ１１ｄ，Ｂ１１ｄ，Ａ２１ｄ，Ｂ２１ｄ 排出弁
Ａ１１ｅ，Ｂ１１ｅ，Ａ２１ｅ，Ｂ２１ｅ 排出口
Ａ１２，Ｂ１２，Ａ２２，Ｂ２２ 水計量器
Ａ１２ｂ，Ｂ１２ｂ，Ａ２２ｂ，Ｂ２２ｂ 計量センサ
Ａ１２ｃ，Ｂ１２ｃ，Ａ２２ｃ，Ｂ２２ｃ 排出弁
Ａ１３，Ｂ１３，Ａ２３，Ｂ２３ ミキサ
Ａ１３ａ，Ｂ１３ａ，Ａ２３ａ，Ｂ２３ａ 計量器
Ａ１３ｃ，Ｂ１３ｃ，Ａ２３ｃ，Ｂ２３ｃ 撹拌翼
Ａ１３ｄ，Ｂ１３ｄ，Ａ２３ｄ，Ｂ２３ｄ 排出弁
１４，２４ 貯蔵槽
１４ａ，２４ａ 検出センサ
１５，２５ 圧送ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は水性スラリ注入技術に関する。特に、例えばセメント等の水硬性無機物質を有効成分とする注入材を地盤や岩盤あるいは空洞などに注入する為の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤や岩盤の止水、軟弱地盤の改質、空洞充填などの為に注入材が使用されている。好ましい注入材として、例えばセメント系の注入材が提案されている。すなわち、セメント系注入材は、一般的に、水ガラス系やシリカゾル系よりも、コストが安く、高い強度発現性が得られ易く、耐久性に優れているからである。セメント系注入材は、一般的には、セメント等を有効成分とする水性スラリの１液型注入材と、作業上有要な可使時間を確保調整し易く、注入後は速やかに凝結し、高い強度が得られ易い２液型注入材とに分けられる。２液型注入材は、急硬性物質や凝結促進物質を有効成分とする水性スラリと、ポルトランドセメント等のセメントを有効成分とする水性スラリとの２剤を作液し、注入時に、両者が混合される。
【０００３】
ところで、１液型注入材にしても２液型注入材にしても、この種の水性スラリの作液には、特許文献１〜特許文献６に示される如く、連続式ミキサが用いられたり、特許文献７に示される如く、バッチ式ミキサが用いられている。尚、車上プラント方式や狭隘箇所では、コンパクトな点から、連続式ミキサが使用される場合が多い。
【０００４】
しかしながら、供給機内粉体の嵩密度が異なることが有り、このような場合、連続式ミキサが用いられた場合には、材料を連続的に供給することに限界が有る。更に、水性スラリの注入中に、水性スラリのリークや作業の中断が有った場合、連続式ミキサも運転を一時中止せざるを得ない。この時、運転開始後における水性スラリの品質にバラツキが出来てしまう。そして、所望品質の水性スラリが得られるようになるには時間が掛かる。
【０００５】
これに対して、バッチ式ミキサは、バッチ毎に各材料を計量する為、品質にバラツキが少ない。
【０００６】
しかしながら、一度に大量の水性スラリを作液するようになる為、水性スラリが無駄になる場合も多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２４１６３８号公報
【特許文献２】特開２０００−２０２２６６号公報
【特許文献３】特開２００６−３４２５４９号公報
【特許文献４】特開２００７−２３４９６号公報
【特許文献５】特開２００７−３３１２６５号公報
【特許文献６】特開２００９−９６０４０号公報
【特許文献７】特開２００１−２１９４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明が解決しようとする課題は、前記問題点を解決することである。特に、従来のバッチ式ミキサの大きな問題点、即ち、水性スラリの無駄が少なくなること、かつ、連続式ミキサの大きな問題点、即ち、中止後再開時における水性スラリの品質のバラツキが少なくなること、更には水性スラリの注入に際して、水性スラリを効率良く、かつ、連続的な如く水性スラリを提供でき、しかも、そのような水性スラリを提供できる装置はコンパクトな技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題は、
水硬性組成物を含有する水性スラリを注入する水性スラリ注入装置であって、
前記水性スラリ注入装置は、
水硬性組成物の供給機と、
水硬性組成物と水とを混練するｎ（ｎは２以上の整数）個のミキサと、
前記供給機と前記ｎ個のミキサとの間に設けられた水硬性組成物の輸送路と、
水性スラリの貯蔵槽と、
前記ミキサで混練された水硬性組成物と水とを含有する水性スラリを前記貯蔵槽に輸送する為の前記ｎ個の各々のミキサと前記貯蔵槽との間に設けられた合計ｎ個の輸送路と、
前記貯蔵槽内の水性スラリを目的個所に排出・輸送するポンプ
とを具備してなり、
前記ｎ個のミキサは、その混練容量が、何れも、５０リットル以下のミキサである
ことを特徴とする水性スラリ注入装置によって解決される。
【００１０】
前記課題は、前記水性スラリ注入装置であって、好ましくは、前記供給機から水硬性組成物を保有していない空のミキサに水硬性組成物が供給されるよう構成されると共に、この供給された水硬性組成物と水とのミキサ混練による水性スラリが前記ミキサから前記貯蔵槽に供給されるよう構成されてなることを特徴とする水性スラリ注入装置によって解決される。
【００１１】
前記課題は、前記水性スラリ注入装置であって、好ましくは、前記ポンプによる水性スラリの排出・輸送中にあっても前記貯蔵槽内の水性スラリが規定量を保持するようミキサから前記貯蔵槽に水性スラリが順に供給されるよう構成されてなることを特徴とする水性スラリ注入装置によって解決される。
【００１２】
前記課題は、前記水性スラリ注入装置であって、好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリが規定量を越えた場合、前記ミキサから前記貯蔵槽への水性スラリの供給が停止されるよう構成されてなることを特徴とする水性スラリ注入装置によって解決される。
【００１３】
前記課題は、前記水性スラリ注入装置であって、好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリが規定量を越えた場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内に水硬性組成物が供給されないよう構成されてなることを特徴とする水性スラリ注入装置によって解決される。
【００１４】
前記課題は、前記水性スラリ注入装置であって、好ましくは、前記ミキサは水硬性組成物計量器を具備してなり、前記水硬性組成物計量器によって前記ミキサ内に規定量の水硬性組成物が供給されるよう構成されてなることを特徴とする水性スラリ注入装置によって解決される。
【００１５】
前記課題は、前記水性スラリ注入装置であって、好ましくは、前記ミキサは水計量器を具備してなり、前記水計量器によって前記ミキサ内に規定量の水が供給されるよう構成されてなることを特徴とする水性スラリ注入装置によって解決される。
【００１６】
前記課題は、前記水性スラリ注入装置であって、好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出器を具備してなり、前記水性スラリ量検出器で検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、ミキサへの水硬性組成物の供給が停止されるよう構成されてなることを特徴とする水性スラリ注入装置によって解決される。
【００１７】
前記課題は、前記水性スラリ注入装置であって、好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出器を具備してなり、前記水性スラリ量検出器で検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、ミキサに水硬性組成物が供給されるよう構成されてなることを特徴とする水性スラリ注入装置によって解決される。
【００１８】
前記課題は、
前記水性スラリ注入装置が用いられた水性スラリ注入方法であって、
ポンプによって貯蔵槽内の水性スラリが目的個所に排出・輸送される排出・輸送ステップと、
ｎ（ｎは２以上の整数）個のミキサの中の或るミキサに規定量の水硬性組成物が供給される水硬性組成物供給ステップと、
前記水硬性組成物供給ステップで供給された水硬性組成物と、該水硬性組成物供給ステップに先んじて該ミキサに供給されている規定量の水とが該ミキサによって混練される混練ステップと、
前記混練ステップで得られた水性スラリが貯蔵槽内に供給される水性スラリ供給ステップ
とを具備することを特徴とする水性スラリ注入方法によって解決される。
【００１９】
前記課題は、前記水性スラリ注入方法であって、好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出ステップを具備し、前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内への水硬性組成物の供給が停止されることを特徴とする水性スラリ注入方法によって解決される。
【００２０】
前記課題は、前記水性スラリ注入方法であって、好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出ステップを具備し、前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内に水硬性組成物が供給されることを特徴とする水性スラリ注入方法によって解決される。
【００２１】
前記課題は、
ポンプによって貯蔵槽内の水性スラリが目的個所に排出・輸送される排出・輸送ステップと、
ｎ（ｎは２以上の整数）個のミキサの中の或るミキサに規定量の水硬性組成物が供給される水硬性組成物供給ステップと、
前記水硬性組成物供給ステップで供給された水硬性組成物と、該水硬性組成物供給ステップに先んじて供給されている規定量の水とが該ミキサによって混練される混練ステップと、
前記混練ステップで得られた水性スラリが貯蔵槽内に供給される水性スラリ供給ステップと、
貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出ステップ
とを具備してなり、
前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内への水硬性組成物の供給が停止され、前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内に水硬性組成物が供給される
ことを特徴とする水性スラリ注入方法によって解決される。
【発明の効果】
【００２２】
従来のバッチ式ミキサの大きな問題点、即ち、水性スラリの無駄が改善され、かつ、連続式ミキサの大きな問題点、即ち、中止後再開時における水性スラリの品質のバラツキと言った問題点が改善される。
【００２３】
特に、水性スラリの注入に際して、安定した品質の水性スラリを効率良く、かつ、連続式ミキサの如く水性スラリを提供できる。
【００２４】
更には、上記特長を奏する装置はコンパクトに構成できる。特に、従来のバッチ式ミキサに比べると、小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の水性スラリ注入装置の概略図
【図２】本発明の水性スラリ注入装置の車上搭載形態での概略平面図
【図３】本発明の水性スラリ注入装置の動作概略図
【図４】本発明で作液された水性スラリの密度変動のグラフ
【図５】本発明で作液された水性スラリの密度変動のグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２６】
第１の発明は水性スラリ注入装置である。本装置は、特に、水硬性組成物を含有する水性スラリを注入する装置である。本装置は、例えば車に搭載されている。この場合、移動可能になる。本装置は供給機（水硬性組成物の供給機）を具備する。本装置はミキサ（水硬性組成物と水とを混練するミキサ）を具備する。前記ミキサの数はｎ（ｎは２以上の整数）個である。実用的には１０個以下である。好ましくは５個以下である。更に好ましくは３個以下である。２個であっても良い。その理由は、数が少ない方が、全体として小型になるからである。そして、２個の場合でも、水性スラリの作液は準連続的である。前記ミキサは、その混練容量が、何れも、５０リットル以下のミキサである。好ましくは、３０リットル以下のミキサである。更に好ましくは、２０リットル以下のミキサである。５リットル〜１５リットルのミキサであっても良い。下限値は、実用的には、５リットルであろう。複数個のミキサは、その混練容量が異なるものでも良いが、現実的には、互いに、同等なものが選ばれる。尚、混練容量が互いに異なるミキサが採用されても、これ等のミキサで混練される量は実質上同等である。なぜならば、混練量が異なると、制御が厄介になるからである。本装置は第１の輸送路（前記供給機と前記ｎ個のミキサとの間に設けられた水硬性組成物の輸送路）を具備する。この第１の輸送路は、前記ｎ個のミキサに応じて、合計、ｎ個有っても良い。すなわち、一つのミキサに対応して一つの輸送路が独立して設けられていても良い。尚、各輸送路の一部が共用されても良い。或いは、前記輸送路が可動式に構成されておれば、即ち、ミキサに水硬性組成物を供給するに際して、前記輸送路の水硬性組成物排出口を各々のミキサに対応して位置させ、各々のミキサ内に水硬性組成物を供給できるようにしておくならば、一つでも済む。本装置は貯蔵槽（水性スラリの貯蔵槽）を具備する。本装置は第２の輸送路（前記ミキサで混練された水硬性組成物と水とを含有する水性スラリを前記貯蔵槽に輸送する為の輸送路）を具備する。前記第２の輸送路は、前記ｎ個の各々のミキサと前記貯蔵槽との間に設けられたものである。従って、前記第２の輸送路の数は、合計、ｎ個である。このｎ個の輸送路は、ｎ個のミキサが互いに独立したものであるから、互いに、独立したものである。尚、各輸送路の一部が共用されても良い。従って、ｎ個のミキサで作液された水性スラリは、各々、直接、貯蔵槽に供給される。本装置はポンプ（前記貯蔵槽内の水性スラリを目的個所に排出・輸送するポンプ）を具備する。
【００２７】
本装置は、前記供給機から水硬性組成物を保有していない空のミキサ（複数個のミキサの中、現在、混練動作が行われていないミキサ）に水硬性組成物が供給されるよう構成されている。この供給された水硬性組成物と水とのミキサ混練による水性スラリが、前記ミキサから前記貯蔵槽に供給されるよう構成されている。好ましくは、前記ポンプによる水性スラリの排出・輸送中にあっても、前記貯蔵槽内の水性スラリが規定量を保持するようミキサから前記貯蔵槽に水性スラリが順に供給されるよう構成されている。好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリが規定量を越えた場合、前記ミキサから前記貯蔵槽への水性スラリの供給が停止されるよう構成されている。好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリが規定量を越えた場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内に水硬性組成物が供給されないよう構成されている。好ましくは、水硬性組成物計量器を具備し、前記水硬性組成物計量器によって前記ミキサ内に規定量の水硬性組成物が供給されるよう構成されている。水硬性組成物計量器は供給機またはミキサに設けられる。好ましくは、各ミキサに設けられる。ミキサに設けられるのが好ましい。なぜならば、ミキサ内への供給直前に計量されるから、ミキサ内に供給（投入）される水硬性組成物の量がより正確になる。好ましくは、水計量器を具備し、前記水計量器によって前記ミキサ内に規定量の水が供給されるよう構成されている。水計量器は、水源部位またはミキサに設けられる。好ましくは、各ミキサに設けられる。ミキサに設けられるのが好ましい。なぜならば、ミキサ内への供給直前に計量されるから、ミキサ内に供給（投入）される水量がより正確になる。好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出器を具備する。そして、前記水性スラリ量検出器で検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、ミキサへの水硬性組成物の供給が停止されるよう構成されている。或いは、前記水性スラリ量検出器で検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、ミキサに水硬性組成物が供給されるよう構成されている。
【００２８】
そして、本実施形態の装置によれば、従来のバッチ式ミキサの大きな問題点、即ち、水性スラリの無駄が改善される。かつ、連続式ミキサの大きな問題点、即ち、中止後再開時における水性スラリの品質のバラツキと言った問題点が改善される。特に、水性スラリの注入に際して、安定した品質の水性スラリを効率良く、かつ、連続式ミキサの如く水性スラリを提供できる。更には、上記特長を奏する装置はコンパクトに構成できる。特に、従来のバッチ式ミキサに比べると、小型化できる。又、従来のバッチ式ミキサを用いた場合に比べて、ミキサや貯蔵槽を小さく出来る為、作業後に行われるミキサ等の洗浄も簡単になる。洗浄時間も短縮される。洗浄水が少なくて済むから、廃液処理も容易である。
【００２９】
第２の発明は水性スラリ注入方法である。前記水性スラリ注入装置が用いられた水性スラリ注入方法である。本方法は、ポンプによって貯蔵槽内の水性スラリが目的個所に排出・輸送される排出・輸送ステップを具備する。本方法は、ｎ（数（ｎ）は前記に準じる）個のミキサの中の或るミキサに規定量の水硬性組成物が供給される水硬性組成物供給ステップを具備する。本方法は、前記水硬性組成物供給ステップで供給された水硬性組成物と、該水硬性組成物供給ステップに先んじて該ミキサに供給されている規定量の水とが該ミキサによって混練される混練ステップを具備する。本方法は、前記混練ステップで得られた水性スラリが貯蔵槽内に供給される水性スラリ供給ステップを具備する。本方法は、好ましくは、前記貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出ステップを具備する。そして、前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内への水硬性組成物の供給が停止される。及び／又は、前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内に水硬性組成物が供給される。
【００３０】
第３の発明は水性スラリ注入方法である。本方法は、ポンプによって貯蔵槽内の水性スラリが目的個所に排出・輸送される排出・輸送ステップを具備する。本方法は、ｎ（数（ｎ）は前記に準じる）個のミキサの中の或るミキサに規定量の水硬性組成物が供給される水硬性組成物供給ステップを具備する。本方法は、前記水硬性組成物供給ステップで供給された水硬性組成物と、該水硬性組成物供給ステップに先んじて供給されている規定量の水とが該ミキサによって混練される混練ステップを具備する。本方法は、前記混練ステップで得られた水性スラリが貯蔵槽内に供給される水性スラリ供給ステップを具備する。本方法は、貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出ステップを具備する。そして、前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内への水硬性組成物の供給が停止され、前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内に水硬性組成物が供給される。
【００３１】
以下、更に詳しく説明される。
【００３２】
水硬性組成物を供給する供給機には第１の輸送路が設けられている。この第１の輸送路は、例えば排出用スクリュで構成される。例えば、ミキサと同じ数の排出用スクリュが設けられる。排出用スクリュの排出口端には開閉弁が設けられている。水硬性組成物の計量開始時に開閉弁が開き、スクリュが回転してミキサにセメント系水硬性組成物が供給される。水硬性組成物が所望量だけ計量されると、スクリュが停止し、開閉弁が閉じる。スクリュの動作（回転）はインバータで制御されている。従って、単位時間当たりの供給量が調整できる。計量値に近付くと、スクリュの回転を遅くすることも出来る。このようにしておくと、タイムラグによる誤差を少なくできる。従って、計量精度が高まる。供給機の形状・寸法などは、使用量等に適ったものを適宜選定すれば良い。セメント系水硬性組成物が補充でき易い形状で、ステンレス等の錆難い材質からなるものが良い。供給機は、例えばミキサや貯蔵槽と連動している。ポンプの圧送量に応じて運転され、ミキサに規定量の水硬性組成物が供給される。
【００３３】
ミキサは、本発明にあっては、複数、存在する。ミキサの数は、好ましくは、前述の通り、２〜５台である。更に好ましくは２〜３台である。各ミキサには、供給機から供給（排出）されるセメント水硬性組成物を計量できる計量器が備わっている。各ミキサには、１バッチ当たりの配合水を計量できる水計量器が備わっている。練り混ぜる水性スラリの配合に適った配合水量が計量される。各ミキサの形状・寸法は特に限定されない。但し、本発明の目的が大きく奏されるのは、前述の通り、５０リットル以下のミキサである。好ましくは、３０リットル以下のミキサである。更に好ましくは、２０リットル以下のミキサである。５リットル〜１５リットルのミキサであっても良い。従来のバッチ式ミキサの如く、１００リットル以上、例えば２００リットルもの大きさになると、本発明の目的が奏され難い。別の表現で言うならば、各々のミキサにおける単位時間当たりの撹拌（混練）容量は、施工（水性スラリ注入作業）に必要なポンプ（圧送用ポンプ）の単位時間たりの圧送量以下である。かつ、連続運転が可能な範囲であって、出来るだけ小型なものである。各ミキサにおける撹拌羽根の形状・寸法は、特には、限定されない。ミキサ内壁に撹拌効率を上げる為のじゃま板等が適宜設けられていても良い。撹拌羽根の回転数は、短時間での撹拌が要請されることから、例えば１分間当たり５００〜１５００回転である。好ましくは８００〜１０００回転である。各ミキサは供給機や貯蔵槽と連接して設けられている。各ミキサは圧送ポンプの圧送量に応じて運転される。
【００３４】
前記ミキサで混練・作液された水性スラリは貯蔵槽に供給（排出）される。作業開始時においては、各々のミキサで混練・作液された水性スラリは、一度に、貯蔵槽に供給（排出）されても良い。勿論、規定量の水硬性組成物が各々のミキサに順に供給され、混練が順に行われ、水性スラリが貯蔵槽に順に供給（排出）されても良い。しかし、水性スラリによって貯蔵槽が満たされた後では、水硬性組成物は前記ミキサには順に供給され、混練は順に行われる。そして、水性スラリの貯蔵槽への供給（排出）は順に（間歇的に）行われる。水性スラリの作液は順に（間歇的に）行われることから、水硬性組成物の無駄が少なくなる。貯蔵槽の形状・寸法は、特には、限定されない。貯蔵槽の容量は、好ましくは、施工（水性スラリ注入作業）に必要な圧送用ポンプの単位時間当たりの圧送量の２倍以下である。かつ、連続運転が可能な範囲であって、出来るだけ小型なものである。貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出器が設けられている。この水性スラリ量検出器の出力信号で水硬性組成物の供給が制御される。例えば、前記水性スラリ量検出器で検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、ミキサへの水硬性組成物の供給が停止される。前記水性スラリ量検出器で検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、ミキサに水硬性組成物が供給される。貯蔵槽には、必要に応じて、アジテータが取り付けられる。貯蔵槽は、供給機やミキサと連動しており、圧送ポンプの圧送量に応じて運転され、圧送ポンプに水性スラリが供給される。
【００３５】
貯蔵槽内に貯蔵されている水性スラリは、ポンプ（例えば、圧送ポンプ）によって、水性スラリを必要とする個所（注入個所）に供給される。ポンプ（圧送ポンプ）の型式は、特には、限定されない。例えば、水性スラリの輸送（圧送）に適した構造のものであれば、如何なるものでも良い。ポンプの輸送（圧送）量に応じて、供給機やミキサが連動して運転される。
【００３６】
本実施形態の水性スラリ注入装置は、水硬性組成物（例えば、セメント系水硬性組成物）を含有してなる水性スラリを注入材として用いるものである。水性スラリは１液型のものでも良く、２液型のものでも良い。何れのタイプのものにも適用可能である。セメント系水硬性組成物は、セメントを有効成分とする水硬性組成物である。セメント以外にも、例えば凝結促進剤、凝結遅延剤、速硬剤などの凝結や硬化状態をコントロールする成分、増粘剤や分散剤などの他の機能を付与する成分を配合含有したものでも良い。このような成分は、モルタルやコンクリートに使用可能なものであって、注入性状に支障を及ぼさず、本発明の効果を喪失させるものでない限り、何れのものでも良い。尚、この種の剤は、適宜、例えば水計量器（或いは、ミキサ）に供給され、配合される。使用されるセメントも限定されない。具体的には、普通、早強、超早強、低熱、中庸熱等の各種ポルトランドセメントや、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等の各種混合セメント、エコセメント等の特殊セメントを用いることが出来る。石膏などの水硬性物質を含むものでも良い。前記水性スラリに砂やスラグ等の細骨材が添加された流動性の大きいモルタルであっても良い。
【００３７】
以下、具体的な実施例を挙げて詳細に説明する。本実施形態ではミキサが二つの場合で説明される。但し、本発明は以下の記述に限定されるものでは無い。前述の本発明の技術思想を逸脱しない限り、本発明に含まれる。
【００３８】
図１は本発明の一実施形態になる水性スラリ注入装置の概略図、図２は図１の装置が車上搭載形態での概略平面図、図３は水性スラリ注入装置の動作概略図である。図１には、Ａ液とＢ液との２液で構成される２液型タイプの注入材に用いられる装置が示されている。尚、１液で構成される１液型タイプの注入材が用いられる場合は、Ａ液側の部位の装置が用いられるに過ぎず、基本的な技術思想は同様である。
【００３９】
各図中、３は水タンクである。４は水供給ポンプである。１１，２１は供給機である。１１ａ，２１ａは、供給機１１，２１への資材の投入口である。Ａ１１ｂ，Ｂ２１ｂはモータである。Ａ１１ｃ，Ｂ１１ｃ，Ａ２１ｃ，Ｂ２１ｃはスクリュである。Ａ１１ｄ，Ｂ１１ｄ，Ａ２１ｄ，Ｂ２１ｄは排出弁である。Ａ１１ｅ，Ｂ１１ｅ，Ａ２１ｅ，Ｂ２１ｅは排出口である。Ａ１２，Ｂ１２，Ａ２２，Ｂ２２は水計量器である。Ａ１２ａ，Ｂ１２ａ，Ａ２２ａ，Ｂ２２ａは供給弁である。Ａ１２ｂ，Ｂ１２ｂ，Ａ２２ｂ，Ｂ２２ｂは計量センサである。Ａ１２ｃ，Ｂ１２ｃ，Ａ２２ｃ，Ｂ２２ｃは排出弁である。Ａ１３，Ｂ１３，Ａ２３，Ｂ２３はミキサである。ミキサＡ１３，Ｂ１３，Ａ２３，Ｂ２３の単位時間当たりの混練容量は、例えば１０リットルである。Ａ１３ａ，Ｂ１３ａ，Ａ２３ａ，Ｂ２３ａは計量器である。Ａ１３ｂ，Ｂ１３ｂ，Ａ２３ｂ，Ｂ２３ｂはモータである。Ａ１３ｃ，Ｂ１３ｃ，Ａ２３ｃ，Ｂ２３ｃは撹拌翼である。Ａ１３ｄ，Ｂ１３ｄ，Ａ２３ｄ，Ｂ２３ｄは排出弁である。１４，２４は貯蔵槽である。貯蔵槽１４，２４の最大容積は、例えば３０リットルである。１４ａ，２４ａは検出センサである。１４ｂ，２４ｂはモータである。１４ｃ，２４ｃは撹拌翼である。１５，２５は圧送ポンプである。１６，２６は流量計である。１７，２７は圧力計である。
【００４０】
上記説明から理解されると思われるが、１の数字で始まる符号はＡ液側における各部位の装置を示し、２の数字で始まる符号はＢ液側における各部位の装置を示す。数字の前に付されているＡは第1ミキサに対応するものであり、数字の前に付されているＢは第２ミキサに対応するものである。Ａ液側の装置とＢ液側の装置とは、処理対象物が異なるに過ぎず、基本的に同じである。従って、以下では、Ａ液側の装置の作用について説明する。Ｂ液側についても同じであるから、Ｂ液側の装置の作用は以下の説明から簡単に類推される。
【００４１】
供給機１１はセメント系水硬性組成物の供給機である。供給機１１は、複数の排出用スクリュＡ１１ｃ，Ｂ１１ｃを具備する。排出用スクリュＡ１１ｃ，Ｂ１１ｃは、各々、モータＡ１１ｂ，Ｂ１１ｂ（Ｂ１１ｂは図示されず）で駆動される。尚、モータＡ１１ｂとモータＢ１１ｂとは、基本的に、同時には作動しない。異なる時間において別々に駆動される。この駆動に連動して排出弁Ａ１１ｄ，Ｂ１１ｄが作動する。セメント系水硬性組成物は、投入口１１ａから補充（供給）される。排出用スクリュＡ１１ｃ，Ｂ１１ｃの運転時においても、セメント系水硬性組成物は、投入口１１ａから補充（供給）できる。
【００４２】
水計量器Ａ１２，Ｂ１２で計量された規定量の水（配合水）がミキサＡ１３，Ｂ１３に供給される。ミキサＡ１３とミキサＢ１３とにセメント系水硬性組成物は、基本的に、同時に供給（投入）されないことを説明したが、水（配合水）はミキサＡ１３とミキサＢ１３とに同時に供給（投入）されても良い。勿論、セメント系水硬性組成物の場合と同様に順に供給（投入）されても良い。但し、水（配合水）がミキサＡ１３，Ｂ１３に供給（投入）された後、セメント系水硬性組成物がミキサＡ１３，Ｂ１３に供給（投入）される。
【００４３】
規定量の水（配合水）がミキサＡ１３，Ｂ１３に供給された後、セメント系水硬性組成物がミキサＡ１３，Ｂ１３に供給される。すなわち、供給機１１から排出されたセメント系水硬性組成物が計量器Ａ１３ａ，Ｂ１３ａで計量される。計量器Ａ１３ａ，Ｂ１３ａは、排出用スクリュＡ１１ｃ，Ｂ１１ｃのモータＡ１１ｂ，Ｂ１１ｂ（Ｂ１１ｂは図示されず）、及び排出弁Ａ１１ｄ，Ｂ１１ｄと連動している。例えば、計量器Ａ１３ａ，Ｂ１３ａによって、ミキサＡ１３，Ｂ１３内へのセメント系水硬性組成物の供給量（投入量）が規定量になったことが検出されると、モータＡ１１ｂ，Ｂ１１ｂは停止すると共に、排出弁Ａ１１ｄ，Ｂ１１ｄが閉まる。従って、規定量以上のセメント系水硬性組成物の供給（投入）は起こらない。
【００４４】
規定量のセメント系水硬性組成物のミキサ内への供給（投入）が開始されると、モータＡ１３ｂ，Ｂ１３ｂの駆動が開始される。これにより、撹拌翼Ａ１３ｃ，Ｂ１３ｃによる撹拌（混練）が開始される。所定時間の撹拌（混練）後、排出弁Ａ１３ｄ，Ｂ１３ｄが開く。これにより、セメント系水硬性組成物と水との混練物（水性スラリ）が排出される。そして、水性スラリは貯蔵槽１４に供給（投入：貯蔵）される。
【００４５】
本発明の装置は複数個のミキサを具備している。本実施形態では２台のミキサが有る。前述の通り、ミキサＡ１３とミキサＢ１３とに、特別な場合（開始時）を除いて、同時に、セメント系水硬性組成物が供給（投入）されることは無い。勿論、如何なる場合でも、セメント系水硬性組成物が、交互に、ミキサＡ１３とミキサＢ１３とに供給（投入）されても良い。例えば、ミキサＡ１３が撹拌（混練）作業中に、ミキサＢ１３による撹拌（混練）作業の準備（撹拌（混練）作業の待機）が行われる。ミキサＢ１３が撹拌（混練）作業中に、ミキサＡ１３による撹拌（混練）作業の準備（撹拌（混練）作業の待機）が行われる。すなわち、一方のミキサ内に投入された規定量の水と規定量のセメント系水硬性組成物とが混練されている時には、他方のミキサ内には規定量の水が投入されるに止まる。すなわち、この時点では、他方のミキサ内にセメント系水硬性組成物の投入は未だである。
【００４６】
ミキサＡ１３による撹拌（混練）作業が終了すると、セメント系水硬性組成物含有水性スラリが貯蔵槽１４に排出（投入）される。排出（投入）後、貯蔵槽１４に設けられた検出センサ１４ａによって、貯蔵槽１４内の水性スラリ量が検出される。この検出量が閾値より少ない場合、規定量の水が投入されているに過ぎない待機状態（準備状態）にあるミキサＢ１３に規定量のセメント系水硬性組成物が排出（投入）される。そして、撹拌（混練）作業が行われる。撹拌（混練）作業終了後、セメント系水硬性組成物含有水性スラリが貯蔵槽１４に排出（投入）される。前記検出量が閾値より多い場合、ミキサＢ１３内へのセメント系水硬性組成物の排出（投入）は行われず、待機状態のままである。
【００４７】
貯蔵槽１４内の水性スラリは圧送ポンプ１５によって、目的個所（水性スラリ注入個所）に排出・輸送される。圧送ポンプ１５の作動によって貯蔵槽１４内の水性スラリ量は減少する。貯蔵槽１４内の水性スラリの検出量が閾値より少なくなると、待機状態にあるミキサに規定量のセメント系水硬性組成物が排出（投入）され、撹拌（混練）作業が行われ、この後、水性スラリは貯蔵槽１４内に排出（投入）される。これによって、間歇的ではあるものの、貯蔵槽１４内に所定量の水性スラリが貯蔵されていることになる。従って、圧送ポンプ１５によって、連続的に、水性スラリを注入個所に注入できるようになる。注入中は、流量計１６と圧力計１７とによって、注入量と注入圧とが管理されている。モータ、排出弁、水計量器、計量センサ、検出センサ等は、制御盤によって、集中制御されている。
【００４８】
以下、Ａ液側ミキサによるセメントスラリの作液例が説明される。
供給機（Ｗ７６０ｍｍ Ｌ２２１０ｍｍ Ｈ１７００ｍｍ 容量０．６５ｍ３）１１に、超微粒子セメント（アロフィクスＭＣ 太平洋マテリアル製）が補充された。水計量器Ａ１２に水タンク（容量：２ｍ３）３から水中ポンプ４で水が供給され、８Ｌの水が計量された。この８Ｌの水がミキサ（φ２６０ｍｍ Ｈ４００ｍｍ 撹拌容量１０Ｌ）Ａ１３に供給された。この後、直ちに、ミキサＡ１３のモータＡ１３ｂが駆動され、撹拌翼Ａ１３ｃが回転（９００ｒｐｍ）し始めた。次に、モータＡ１１ｂが駆動され、スクリュＡ１１ｃが回転（払い出し量２５ｋｇ／分）し始め、ミキサＡ１３内にセメントが投入され始めた。セメント量はミキサに取り付けられている計量器（ロードセル）Ａ１３ａで計量された。６ｋｇのセメントが計量された時点で、排出弁Ａ１１ｄが閉じられた。これによって、ミキサＡ１３へのセメント投入は停止された。セメントの投入開始から停止までの計量時間は１５秒であった。計量後、更に、５秒間の撹拌（混練）が続行された。この撹拌（混練）によって得られた水性スラリ（セメントスラリ）は、排出弁Ａ１３ｄが開かれ、貯蔵槽（φ４００ｍｍ Ｈ２５０ｍｍ 容量３０Ｌ）１４内に供給（排出）された。排出後、排出弁Ａ１３ｄが閉じられ、予め、水計量器Ａ１２で計量されている８Ｌの水がミキサＡ１３に供給された。尚、８Ｌの水がミキサＡ１３に供給された後、直ちに、次のバッチの計量が行われる。
【００４９】
貯蔵槽１４内に供給（排出）された水性スラリ（セメントスラリ）は、撹拌翼１４ｃで撹拌されている。貯蔵槽１４に設けられた電極式の検出センサ１４ａによって、貯蔵槽１４内の水性スラリ（セメントスラリ）量が検知されている。すなわち、水性スラリ（セメントスラリ）量が最低液位（ＬＬ：本例における最低液位の水性スラリ量５Ｌ）と最高液位（ＨＬ：本例における最高液位の水性スラリ量２２Ｌ）との間にあるか否かが検知されている。水性スラリ量が最高液位以下の場合、引き続き、ミキサＡ１３の場合と同様にして、ミキサＢ１３に８Ｌの水と６ｋｇのセメントとが投入され、撹拌（混練）が行われた後、この混練による水性スラリが貯蔵槽１４内に供給（排出）される。水性スラリ量が最高液位を越えている場合、ミキサＢ１３内へのセメントの投入は行われず、ミキサＢ１３は停止状態のままである。
【００５０】
貯蔵槽１４と圧送ポンプ１５とはサクションホースで連結され、圧送ポンプ１５から排出口（注入口）までは注入ホース（途中に流量計１６及び圧力計１７）が連結されている。そして、貯蔵槽１４内の水性スラリ（セメントスラリ）は排出口（注入口）から供出（排出）されている。この供出（排出）に際しては、流量計１６による流量制御が、又、圧力計１７による圧力制御が行われている。注入個所への水性スラリの注入によって、貯蔵槽１４内の水性スラリ（セメントスラリ）が消費されることから、貯蔵槽１４内の液位は低下する。液位がＨＬ以下になった時点で、その検出信号を基にしてミキサＡ１３又はミキサＢ１３の何れか一方の待機状態にあるミキサにセメントの計量が開始される。セメントの計量、そして混練（撹拌）の後、そのミキサから水性スラリ（セメントスラリ）が貯蔵槽１４内に供給（排出）される。
【００５１】
貯蔵槽１４内の液位が、万が一にも、最低液位（ＬＬ）より低下した場合は、圧送ポンプ１５の運転は自動的に停止する。
【００５２】
上記工程の説明、即ち、ミキサＡ１３（ミキサ１）やミキサＢ１３（ミキサ２）の動作状況（水の供給・計量、セメントの供給・計量、水とセメントとの混練（撹拌）、混練（撹拌）後の水性スラリ（セメントスラリ）の貯蔵槽１４内への排出の状況）、貯蔵槽１４の動作状況（貯蔵槽１４内の液位の状況）、及び圧送ポンプ１５の動作状況が、図３に示される。これによれば、一方のミキサが動作中の時には、他方のミキサが待機中（ここで、待機中とは、水硬性組成物がミキサ内に投入（供給）されない状態を意味する。水はミキサ内に投入（供給）されていても良い。）であり、動作・待機を順に繰り返すことによって、二つのミキサによる混練が交替で行われ、準連続的に水性スラリ（セメントスラリ）の貯蔵槽１４内への排出が行われる。従って、水性スラリ（セメントスラリ）の注入作業に際して、基本的に、水性スラリ（セメントスラリ）が貯蔵槽１４内から無くなっていると言った事故は起き難い。しかも、従来のバッチ式ミキサに比べて、ミキサＡ１３，Ｂ１３の容積は小さく、合計しても、容積は小さく、従って無駄になるセメント量も必然的に少なくなる。しかしながら、一つ一つのミキサは基本的にはバッチ式ミキサであるから、ミキサの中止・再開時における水性スラリの品質のバラツキの問題は起きない。そして、水性スラリの注入に際して、水性スラリを効率良く、かつ、連続的な如く水性スラリを提供できる。しかも、水性スラリを提供できる装置はコンパクトである。
【００５３】
上記のようにして得られた水性スラリ（セメントスラリ）の品質が調べられたので、その結果が図４，５に示される。図４は、ミキサＡ１３（ミキサ１）やミキサＢ１３（ミキサ２）で作液された水性スラリ（セメントスラリ）の密度の変動具合のグラフである。密度の計算値は１．４ｇ／ｃｍ３であるのに対して、密度の計測値は１．３９７〜１．４１１ｇ／ｃｍ３であり、水性スラリ（セメントスラリ）の品質（密度）は安定していることが判る。図５は、圧送ポンプの動作時・停止後の動作開始時における密度の変動具合のグラフである。圧送ポンプが一時停止しても、水性スラリ（セメントスラリ）の品質（密度）は安定していることが判る。
【００５４】
上記説明は一液型の注入材の場合であった。二液型の場合には、Ｂ液側の部位の装置も同様に用いられ、注入に際して、貯蔵槽１４内のＡ液と貯蔵槽２４内のＢ液とが各々ポンプ１５，２５で圧送・供出（排出）され、途中で、混合された後、注入が行われる。そして、基本的な技術思想は同じであるから、詳細な説明は省略される。
【符号の説明】
【００５５】
３ 水タンク
４ 水供給ポンプ
１１，２１ 供給機
Ａ１１ｃ，Ｂ１１ｃ，Ａ２１ｃ，Ｂ２１ｃ スクリュ
Ａ１１ｄ，Ｂ１１ｄ，Ａ２１ｄ，Ｂ２１ｄ 排出弁
Ａ１１ｅ，Ｂ１１ｅ，Ａ２１ｅ，Ｂ２１ｅ 排出口
Ａ１２，Ｂ１２，Ａ２２，Ｂ２２ 水計量器
Ａ１２ｂ，Ｂ１２ｂ，Ａ２２ｂ，Ｂ２２ｂ 計量センサ
Ａ１２ｃ，Ｂ１２ｃ，Ａ２２ｃ，Ｂ２２ｃ 排出弁
Ａ１３，Ｂ１３，Ａ２３，Ｂ２３ ミキサ
Ａ１３ａ，Ｂ１３ａ，Ａ２３ａ，Ｂ２３ａ 計量器
Ａ１３ｃ，Ｂ１３ｃ，Ａ２３ｃ，Ｂ２３ｃ 撹拌翼
Ａ１３ｄ，Ｂ１３ｄ，Ａ２３ｄ，Ｂ２３ｄ 排出弁
１４，２４ 貯蔵槽
１４ａ，２４ａ 検出センサ
１５，２５ 圧送ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水硬性組成物を含有する水性スラリを注入する水性スラリ注入装置であって、
前記水性スラリ注入装置は、
水硬性組成物の供給機と、
水硬性組成物と水とを混練するｎ（ｎは２以上の整数）個のミキサと、
前記供給機と前記ｎ個のミキサとの間に設けられた水硬性組成物の輸送路と、
水性スラリの貯蔵槽と、
前記ミキサで混練された水硬性組成物と水とを含有する水性スラリを前記貯蔵槽に輸送する為の前記ｎ個の各々のミキサと前記貯蔵槽との間に設けられた合計ｎ個の輸送路と、
前記貯蔵槽内の水性スラリを目的個所に排出・輸送するポンプ
とを具備してなり、
前記ｎ個のミキサは、その混練容量が、何れも、５０リットル以下のミキサである
ことを特徴とする水性スラリ注入装置。
【請求項２】
供給機から水硬性組成物を保有していない空のミキサに水硬性組成物が供給されるよう構成されると共に、この供給された水硬性組成物と水とのミキサ混練による水性スラリがミキサから貯蔵槽に供給されるよう構成されてなる
ことを特徴とする請求項１の水性スラリ注入装置。
【請求項３】
ポンプによる水性スラリの排出・輸送中にあっても貯蔵槽内の水性スラリが規定量を保持するようミキサから該貯蔵槽に水性スラリが順に供給されるよう構成されてなる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２の水性スラリ注入装置。
【請求項４】
貯蔵槽内の水性スラリが規定量を越えた場合、ミキサから貯蔵槽への水性スラリの供給が停止されるよう構成されてなる
ことを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかの水性スラリ注入装置。
【請求項５】
貯蔵槽内の水性スラリが規定量を越えた場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内に水硬性組成物が供給されないよう構成されてなる
ことを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかの水性スラリ注入装置。
【請求項６】
ミキサは水硬性組成物計量器を具備してなり、
前記水硬性組成物計量器によって前記ミキサ内に規定量の水硬性組成物が供給されるよう構成されてなる
ことを特徴とする請求項１〜請求項５いずれかの水性スラリ注入装置。
【請求項７】
ミキサは水計量器を具備してなり、
前記水計量器によって前記ミキサ内に規定量の水が供給されるよう構成されてなる
ことを特徴とする請求項１〜請求項６いずれかの水性スラリ注入装置。
【請求項８】
貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出器を具備してなり、
前記水性スラリ量検出器で検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、ミキサへの水硬性組成物の供給が停止されるよう構成されてなる
ことを特徴とする請求項１〜請求項７いずれかの水性スラリ注入装置。
【請求項９】
貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出器を具備してなり、
前記水性スラリ量検出器で検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、ミキサに水硬性組成物が供給されるよう構成されてなる
ことを特徴とする請求項１〜請求項８いずれかの水性スラリ注入装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９いずれかの水性スラリ注入装置が用いられた水性スラリ注入方法であって、
ポンプによって貯蔵槽内の水性スラリが目的個所に排出・輸送される排出・輸送ステップと、
ｎ（ｎは２以上の整数）個のミキサの中の或るミキサに規定量の水硬性組成物が供給される水硬性組成物供給ステップと、
前記水硬性組成物供給ステップで供給された水硬性組成物と、該水硬性組成物供給ステップに先んじて該ミキサに供給されている規定量の水とが該ミキサによって混練される混練ステップと、
前記混練ステップで得られた水性スラリが貯蔵槽内に供給される水性スラリ供給ステップ
とを具備することを特徴とする水性スラリ注入方法。
【請求項１１】
貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出ステップを具備し、
前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内への水硬性組成物の供給が停止される
ことを特徴とする請求項１０の水性スラリ注入方法。
【請求項１２】
貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出ステップを具備し、
前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内に水硬性組成物が供給される
ことを特徴とする請求項１０の水性スラリ注入方法。
【請求項１３】
ポンプによって貯蔵槽内の水性スラリが目的個所に排出・輸送される排出・輸送ステップと、
ｎ（ｎは２以上の整数）個のミキサの中の或るミキサに規定量の水硬性組成物が供給される水硬性組成物供給ステップと、
前記水硬性組成物供給ステップで供給された水硬性組成物と、該水硬性組成物供給ステップに先んじて供給されている規定量の水とが該ミキサによって混練される混練ステップと、
前記混練ステップで得られた水性スラリが貯蔵槽内に供給される水性スラリ供給ステップと、
貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出ステップ
とを具備してなり、
前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内への水硬性組成物の供給が停止され、前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内に水硬性組成物が供給される
ことを特徴とする水性スラリ注入方法。
【請求項１】
水硬性組成物を含有する水性スラリを注入する水性スラリ注入装置であって、
前記水性スラリ注入装置は、
水硬性組成物の供給機と、
水硬性組成物と水とを混練するｎ（ｎは２以上の整数）個のミキサと、
前記供給機と前記ｎ個のミキサとの間に設けられた水硬性組成物の輸送路と、
水性スラリの貯蔵槽と、
前記ミキサで混練された水硬性組成物と水とを含有する水性スラリを前記貯蔵槽に輸送する為の前記ｎ個の各々のミキサと前記貯蔵槽との間に設けられた合計ｎ個の輸送路と、
前記貯蔵槽内の水性スラリを目的個所に排出・輸送するポンプ
とを具備してなり、
前記ｎ個のミキサは、その混練容量が、何れも、５０リットル以下のミキサである
ことを特徴とする水性スラリ注入装置。
【請求項２】
供給機から水硬性組成物を保有していない空のミキサに水硬性組成物が供給されるよう構成されると共に、この供給された水硬性組成物と水とのミキサ混練による水性スラリがミキサから貯蔵槽に供給されるよう構成されてなる
ことを特徴とする請求項１の水性スラリ注入装置。
【請求項３】
ポンプによる水性スラリの排出・輸送中にあっても貯蔵槽内の水性スラリが規定量を保持するようミキサから該貯蔵槽に水性スラリが順に供給されるよう構成されてなる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２の水性スラリ注入装置。
【請求項４】
貯蔵槽内の水性スラリが規定量を越えた場合、ミキサから貯蔵槽への水性スラリの供給が停止されるよう構成されてなる
ことを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかの水性スラリ注入装置。
【請求項５】
貯蔵槽内の水性スラリが規定量を越えた場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内に水硬性組成物が供給されないよう構成されてなる
ことを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかの水性スラリ注入装置。
【請求項６】
ミキサは水硬性組成物計量器を具備してなり、
前記水硬性組成物計量器によって前記ミキサ内に規定量の水硬性組成物が供給されるよう構成されてなる
ことを特徴とする請求項１〜請求項５いずれかの水性スラリ注入装置。
【請求項７】
ミキサは水計量器を具備してなり、
前記水計量器によって前記ミキサ内に規定量の水が供給されるよう構成されてなる
ことを特徴とする請求項１〜請求項６いずれかの水性スラリ注入装置。
【請求項８】
貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出器を具備してなり、
前記水性スラリ量検出器で検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、ミキサへの水硬性組成物の供給が停止されるよう構成されてなる
ことを特徴とする請求項１〜請求項７いずれかの水性スラリ注入装置。
【請求項９】
貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出器を具備してなり、
前記水性スラリ量検出器で検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、ミキサに水硬性組成物が供給されるよう構成されてなる
ことを特徴とする請求項１〜請求項８いずれかの水性スラリ注入装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９いずれかの水性スラリ注入装置が用いられた水性スラリ注入方法であって、
ポンプによって貯蔵槽内の水性スラリが目的個所に排出・輸送される排出・輸送ステップと、
ｎ（ｎは２以上の整数）個のミキサの中の或るミキサに規定量の水硬性組成物が供給される水硬性組成物供給ステップと、
前記水硬性組成物供給ステップで供給された水硬性組成物と、該水硬性組成物供給ステップに先んじて該ミキサに供給されている規定量の水とが該ミキサによって混練される混練ステップと、
前記混練ステップで得られた水性スラリが貯蔵槽内に供給される水性スラリ供給ステップ
とを具備することを特徴とする水性スラリ注入方法。
【請求項１１】
貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出ステップを具備し、
前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内への水硬性組成物の供給が停止される
ことを特徴とする請求項１０の水性スラリ注入方法。
【請求項１２】
貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出ステップを具備し、
前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内に水硬性組成物が供給される
ことを特徴とする請求項１０の水性スラリ注入方法。
【請求項１３】
ポンプによって貯蔵槽内の水性スラリが目的個所に排出・輸送される排出・輸送ステップと、
ｎ（ｎは２以上の整数）個のミキサの中の或るミキサに規定量の水硬性組成物が供給される水硬性組成物供給ステップと、
前記水硬性組成物供給ステップで供給された水硬性組成物と、該水硬性組成物供給ステップに先んじて供給されている規定量の水とが該ミキサによって混練される混練ステップと、
前記混練ステップで得られた水性スラリが貯蔵槽内に供給される水性スラリ供給ステップと、
貯蔵槽内の水性スラリ量が検出される水性スラリ量検出ステップ
とを具備してなり、
前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より多い場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内への水硬性組成物の供給が停止され、前記水性スラリ量検出ステップによって検出された水性スラリ量が規定量より少ない場合、水硬性組成物を保有していない空のミキサ内に水硬性組成物が供給される
ことを特徴とする水性スラリ注入方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−３６２４１（Ｐ２０１３−３６２４１Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７３４９４（Ｐ２０１１−１７３４９４）
【出願日】平成２３年８月９日（２０１１．８．９）
【出願人】（５０１１７３４６１）太平洋マテリアル株式会社 (307)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月９日（２０１１．８．９）
【出願人】（５０１１７３４６１）太平洋マテリアル株式会社 (307)
【Ｆターム（参考）】
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