JP2007313843A

JP2007313843A - 遠心力成形コンクリート管の製造方法及びその遠心力成形コンクリート管

Info

Publication number: JP2007313843A
Application number: JP2006148338A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Tomioka; 茂富岡; Kazuhiro Aizawa; 一裕相澤; Takayuki Higuchi; 隆行樋口
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2026-05-29
Also published as: JP4607051B2

Abstract

【課題】コンクリート管の仕上げが容易になり、外圧強度を増加させることが可能となる遠心力成形コンクリート管の製造方法及びそのコンクリート管を提供すること。
【解決手段】遠心力成形コンクリート管の外層を遠心力成形し、その後、スラグ20〜80部とアルミナセメント80〜20部からなる結合材100部と、細骨材50〜300部を含有してなる遠心力成形仕上げ材を用いて、内層を遠心力成形し、50℃〜90℃で加熱養生してなる遠心力成形コンクリート管の製造方法、加熱養生時間が１〜８時間である該製造方法、内層の厚みが、２mmから管厚の30％である該製造方法、内層を遠心力成形する際に、重力加速度Ｇ2.5で回転後、Ｇ20〜40で遠心力成形する該製造方法、及びＧ20〜40で遠心力成形する時間が、５〜15分である該製造方法、並びに、該遠心力成形コンクリート管の製造方法で製造された遠心力成形コンクリート管を構成とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、遠心力成形コンクリート管の製造方法及びその遠心力成形コンクリート管に関する。

パイル、ポール、ライニング管、及びヒューム管等のコンクリート製品は、遠心力成形によって製造されている。

遠心力成形してコンクリート製品を製造する工程で、コンクリート中の水は遠心力によって脱水され、管の内側に、セメントや細骨材等の微粉末と水の混合物（以下、スラッジという）として発生する。
このスラッジは、強アルカリ性であるため、公害防止の面から、そのまま工場外に排出することができず、多くの時間と費用を掛けて、スラッジ中の固形分処理や排水中和処理等を行っているのが現状である。

そして、例えば、ヒューム管等のコンクリート製品の製造において、スラッジ排出後に内面仕上げする場合、セメントを粉体又はスラリー状で投入し、仕上げ棒で凹凸が無くなるように均し、最後に刷毛で仕上げる方法が実施されている。
この仕上げ作業は、ヒューム管等を回転しながら行うため、危険が伴い、熟練が必要である。
しかしながら、このような、熟練が必要な作業ができる作業員を育てるには、時間を必要とするものであり、そのため、遠心力成形コンクリート製品工場では熟練作業員が不足し、人員確保に苦慮しているのが現状である。

この改善策として、例えば、凝結促進剤と非（陰）イオン界面活性剤とにより、遠心力成形で生ずるスラッジ中の固形分をコンクリート内面に凝結させ、スラッジから水を分離し、コンクリート内面のコテ仕上げを容易にし、かつ、平滑にする方法（特許文献１参照）、アルカリ性で水溶性となるカルボキシル基を有する高分子を、酸性の水溶液中に微粒子状に分散させた液を、遠心力成形中のセメント製品の仕上げ層に添加する方法（特許文献２参照）、スラッジの発生を低減又は防止する遠心力成形方法により遠心力成形した後、遠心力成形体内面に形成された柔らかいペースト又はモルタル層の表面に、遠心力成形体を回転させながら、急硬性成分のスラリーや吸水性物質を投入して硬化させ、平均厚さ0.2〜10mmのライニング層を形成する内面仕上げ方法（特許文献３〜特許文献５参照）、及び遠心力成形品のパイプの内面に速硬性セメントミルクを投入し、パイプを回転させて遠心力により速硬性セメントミルクをパイプ内面に付着、硬化させることにより内面を仕上げる方法（特許文献６参照）等が知られている。
しかしながら、これらコテ仕上げやライニング層の形成等の内面仕上げによって形成される内層には、管の仕上げの容易さの他に外圧強度（曲げ強度）の確保が求められている。

特開昭５６−１６０３５８号公報特開平０４−０７７３７６号公報特開平１１−２０７７２５号公報特開昭６１−２６８４０６号公報特開昭６２−２５７８１１号公報特開平０３−１８７７１１号公報

本発明者は、遠心力成形コンクリート管の製造方法において、特定の遠心力成形仕上げ材を使用することによって、外圧強度を増加することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明は、遠心力成形コンクリート管の外層を遠心力成形し、その後、スラグ20〜80部とアルミナセメント80〜20部からなる結合材100部と、細骨材50〜300部を含有してなる遠心力成形仕上げ材を用いて、内層を遠心力成形し、50℃〜90℃で加熱養生してなる遠心力成形コンクリート管の製造方法であり、加熱養生時間が１〜８時間である該遠心力成形コンクリート管の製造方法であり、内層の厚みが、２mmから管厚の30％である該遠心力成形コンクリート管の製造方法であり、内層を遠心力成形する際に、重力加速度Ｇ2.5で回転後、重力加速度Ｇ20〜40で遠心力成形する該遠心力成形コンクリート管の製造方法であり、重力加速度Ｇ20〜40で遠心力成形する時間が、５〜15分である該遠心力成形コンクリート管の製造方法であり、該遠心力成形コンクリート管の製造方法で製造された遠心力成形コンクリート管である。

本発明の遠心力成形コンクリート管の製造方法を用いることによって、コンクリート管の仕上げが容易になり、外圧強度を増加させることが可能となる。

以下、本発明を詳細に説明する。
発明における部や％は特に規定しない限り質量基準で示す。

本発明で使用するスラグとしては、高炉スラグ、転炉スラグ、高炉徐冷スラグ、脱リンスラグ、下水汚泥や都市ゴミなどの廃棄物に必要により粘土や石灰等を配合し高温で溶融し急冷して得られる下水汚泥溶融スラグ、及び都市ゴミ焼却灰溶融スラグなどが挙げられる。
スラグの粒度は特に限定されるものではないが、ブレーン比表面積値（以下、ブレーン値という）3,000cm²/g以上が好ましい。3,000cm²/g未満ではアルミナセメントとの反応性が悪くなる場合がある。
スラグの使用量は、スラグとアルミナセメントからなる結合材100部中、20〜80部が好ましく、40〜60部がより好ましい。20部未満や80部を超えると外圧強度が低下する場合がある。

本発明で使用するアルミナセメントとは、モノカルシウムアルミネートを主要鉱物として含有するクリンカー粉砕物から得られるものであり、例えば、アルミナセメント１号やアルミナセメント２号等が使用可能である。
アルミナセメントの粉末度は水和活性の面で、ブレーン値で2,000〜8,000cm²/gが好ましい。2,000cm²/g未満ではスラグとの反応性が悪くなる場合があり、8,000cm²/gを超えると硬化が早くなり、作業性が確保しにくくなる場合がある。
また，粒度調整を行ったアルミナセメントとして、粒子径５μ以下の粒子を全体の30％未満に調整したものが硬化するときの収縮が小さくなるので好ましい。
アルミナセメントの使用量は、結合材100部中、20〜80部が好ましく、40〜60部がより好ましい。20部未満や80部を超えると外圧強度が低下する場合がある。

本発明の遠心力成形用仕上げ材に使用する細骨材としては、通常のモルタル又はコンクリートに使用できるものが挙げられる。
細骨材の使用量は、結合材100部に対して、50〜300部が好ましく、100〜200部がより好ましい。50部未満では仕上げ時間が長くなり、製造効率が悪くなる場合があり、300部を超えると流動性が悪くなり、遠心力成形体内面に波が生じる場合がある。

本発明では、遠心力成形用仕上げ材の他、減水剤を使用することも可能である。

本発明の遠心力成形用仕上げ材に使用する練り水としては、モルタル又はコンクリートに通常使用可能なものや遠心力成形時に発生するスラッジ中の水分も使用可能である。
練り水の使用量は、結合材100部に対して、30〜50部が好ましく、40〜45部がより好ましい。30部未満では遠心力成形用仕上げ材の流動性が悪くなり、遠心力成形時の延びを悪くする場合があり、50部を超えると外圧強度が低下する場合がある。

本発明の遠心力成形コンクリート管の養生温度は50〜90℃が好ましく、60〜80℃がより好ましい。50℃未満では外圧強度が上がらない場合があり、90℃を超えても外圧強度は上がらない場合がある。

本発明の遠心力成形コンクリート管の養生温度50〜90℃で行う加熱養生の時間は１〜８時間が好ましく、３〜６時間がより好ましい。１時間未満では養生不足で効果が得られない場合があり、８時間を超えて実施してもその効果が期待できない。

遠心力成形仕上げ材で形成する内層の厚みは、２mmから管厚の30％が好ましく、３mm〜管厚の30％がより好ましい。２mm未満では外圧強度が上がらない場合があり、管厚の30％を超えても外圧強度ののびは期待できない。

本発明の遠心力成形コンクリート管は、まず、通常の遠心力成形方法で外層を成形し、次いで、遠心力成形仕上げ材を、例えば、重力加速度Ｇ（以下、単にＧという）2.5の低速度で投入し、投入した遠心力成形仕上げ材を延ばし、Ｇ20〜40で５〜15分間締め固めることが好ましく、７〜15分間締め固めることがより好ましい。締め固める時間が５分未満では外圧強度が上がらない場合があり、15分を超えても外圧強度ののびは期待できない場合がある。Ｇ20未満では締まりが悪く、遠心を止めた際に、表面が脱水した水で洗われ、仕上がりが悪くなる場合がある。Ｇ40を超えると作業性が悪くなる場合がある。

以下、実験例に基づき本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実験例１
セメント450kg/m³、水170kg/m³、細骨材Ａ612kg/m³、粗骨材1,145kg/m³、及び減水剤2.7kg/m³での単位量で、スランプ８cm、s/a35％、及びＷ／Ｃ37.8％のコンクリート配合を用い、容量50リットルの遊星型強制練りミキサで３分間練混ぜ、30リットル分のコンクリートを作製し、そのフロー値を測定した。結果を表１に併記する。
作製したコンクリートを、直径20cm×長さ30cm×厚さ４cmの遠心力成形用型枠に投入し、遠心力の低速Ｇ2.5で５分、中速Ｇ10で２分、高速Ｇ30で５分の三段階の遠心力成形条件で成形した。
その後、表１に示すスラグとアルミナセメント、細骨材Ｂ150部、結合材100部に対して、水45部からなるモルタルを、低速Ｇ2.5で、内層厚が６mmになるように投入し、低速Ｇ2.5で１分、高速Ｇ30で10分の遠心力成形条件で遠心力成形コンクリート管を製造した。
養生は、前置き５時間、昇温20℃／時間、65℃×５時間保持で、以後自然降温とした。
なお、比較として、セメント100部、細骨材Ｂ150部、及び水45部を混合してプレーンモルタルを調製し、同様に成形した。
成形した遠心力成形コンクリート管の曲げ強度（外圧強度）を測定し、プレーンモルタルの外圧強度から外圧強度比を算出した。結果を表１に併記する。なお、試験は温度20℃で実施した。

＜使用材料＞
アルミナセメント：アルミナセメント１号、市販品
スラグ：高炉スラグ、市販品
細骨材Ａ：新潟県姫川水系産天然砂、密度2.62cm²/g
細骨材Ｂ：珪砂、Ｎ40 20部、Ｎ50 40部、及びＮ60 40部の混合品、密度2.65cm²/g
粗骨材：新潟県姫川水系産砕石、骨材寸法５〜20mm、密度2.64cm²/g
水：水道水

＜測定方法＞
スランプ：JIS A 1101に準じて測定
フロー値：JIS R 5202に準じて測定
外圧強度比：曲げ強度（外圧強度）試験、製管した直径20cm×長さ30cm×厚さ4.6cmの試験体を、材齢14日にマルイ製作所社製商品名「HI-TRITRON(3000KN)圧縮試験機」を使用し、上下から載荷して測定、プレーンモルタルの外圧強度から外圧強度比を算出

実験例２
スラグ60部とアルミナセメント40部からなる結合材100部と、表２に示す細骨材Ｂと用いたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に併記する。

実験例３
スラグ60部とアルミナセメント40部からなる結合材100部を用い、表３に示す加熱養生条件で加熱養生したことこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表３に併記する。

実験例４
スラグ60部とアルミナセメント40部からなる結合材100部を用い、表４に示す内層の厚となるようにしたこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表４に併記する。

実験例５
スラグ60部とアルミナセメント40部からなる結合材100部を用い、表５に示す内層の遠心力成形条件を採用したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表５に併記する。

本発明の遠心力成形用仕上げ材は、曲げ強度を増加させることができ、遠心力成形コンクリート管に幅広く適用できる。

Claims

遠心力成形コンクリート管の外層を遠心力成形し、その後、スラグ20〜80部とアルミナセメント80〜20部からなる結合材100部と、細骨材50〜300部を含有してなる遠心力成形仕上げ材を用いて、内層を遠心力成形し、50℃〜90℃で加熱養生してなる遠心力成形コンクリート管の製造方法。
加熱養生時間が１〜８時間である請求項１に記載の遠心力成形コンクリート管の製造方法。
内層の厚みが、２mmから管厚の30％である請求項１又は請求項２に記載の遠心力成形コンクリート管の製造方法。
内層を遠心力成形する際に、重力加速度Ｇ2.5で回転後、重力加速度Ｇ20〜40で遠心力成形する請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項に記載の遠心力成形コンクリート管の製造方法。
重力加速度Ｇ20〜40で遠心力成形する時間が、５〜15分である請求項４に記載の遠心力成形コンクリート管の製造方法。
請求項１〜請求項５のうちのいずれか一項に記載の遠心力成形コンクリート管の製造方法で製造された遠心力成形コンクリート管。