JP3751067B2 - 管路材 - Google Patents
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- C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば下水配管、暗渠に使用されるボックスカルバート、電線や通信線等のケーブルの保護配管等に使用される管路材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から例えば上下水配管に使用されるパイプや排水桝、暗渠に使用されるボックスカルバート、あるいは電線や通信線等のケーブルを地下に埋設する場合の保護パイプや保護トラフ等にはセメントに骨材として砕石粉、海砂、川砂、ケイ砂等を混合したコンクリート成形物が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記管路材は地下水、下水、工場排水等に接触するために高い耐蝕性を要求され、また地下配管の場合には土圧、地下水圧あるいは地震等の地殻変動に耐えるために大重量かつ高強度を要求される。更に地下配管において推進工法を用いる場合には推進力に耐えるためにも高強度を要求される。また特に寒冷地における配管の場合には耐凍結融解性も要求される。
しかしながら上記従来のコンクリート成形物の場合には耐蝕性、重量、強度、耐凍結融解性が不足しており、屡々配管中の管路材の浸蝕、破損等の不具合が起こるおそれがある。また骨材として砕石粉や川砂等の天然資源は現在不足しており極めて深刻な状態となっている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するための手段として、セメント硬化物マトリクス内に、電気炉酸化スラグの溶融物を高速回転する羽根付きドラムに注入し、該溶融物を該羽根付きドラムによって破砕粒状化し、粒状化した該溶融物を水ミスト雰囲気中で急冷処理することによって製造された表面に微細な凹凸を有する略球状の電気炉酸化スラグ粒化物が細骨材(8) として分散しているコンクリート成形物からなる管路材(11)を提供するものである。
該コンクリート成形物には補強のために鉄筋が内在されてもよく、また管路材としては例えばパイプ、トラフ、桝、ボックスカルバート等がある。
本発明を以下に詳細に説明する。
【０００５】
〔電気炉酸化スラグ〕
本発明に言う電気炉酸化スラグは、通常Ｃa Ｏ１０〜２６重量％、Ｓi Ｏ2 ８〜２２重量％、Ｍn Ｏ４〜７重量％、Ｍg Ｏ２〜８重量％、Ｆe Ｏ１３〜３２重量％、Ｆe2Ｏ3 ９〜４５重量％、Ａl2Ｏ3 ４〜１６重量％、Ｃr2Ｏ3 １〜４重量％程度含み、更に微量成分としてＴi Ｏ2 ０．２５〜０．７０重量％、Ｐ2 Ｏ5 ０．１５〜０．５０重量％、Ｓ０．００５〜０．０８５重量％程度含み、安定な鉱物組成を得るためのＦe を２０〜４５重量％程度含むものであり、天然骨材成分に含まれる粘土、有機不純物、塩分を全く含まず、不安定な遊離石灰、遊離マグネシアあるいは鉱物も殆ど含まない。
【０００６】
〔細骨材の製造〕
上記電気炉酸化スラグを粒化して細骨材を製造するには、該電気炉酸化スラグの溶融物を高速回転する羽根付きドラムに注入し、該溶融物を該羽根付きドラムによって破砕粒状化し、粒状化した該溶融物を水ミスト雰囲気中で急冷処理する方法が採られる。該羽根付きドラムは複数個配置して複数段の破砕粒状化を行なってもよい。
このようにして得られる電気炉酸化スラグの粒化物は通常５mm以下の粒径を有し細骨材に分類され、粒径２．５mm以下のものは略球状であり、比重は３．３〜３．８の範囲にあり、表面にはひび割れ等の欠陥はなく、微細な凹凸を有しまた中空構造のものからなるかまたは中空構造のものを含んでいる。そして粒度分布はＪＩＳ−Ａ５００５コンクリート用砕砂の規格範囲にある。
【０００７】
〔セメント〕
上記表面に微細な凹凸を有する略球状の電気炉酸化スラグ粒化物からなる細骨材が混合されるセメントには、例えばポルトランドセメント、アルミナセメント、フライアッシュセメント、高炉スラグセメント、シリカセメント等がある。
【０００８】
〔細骨材の使用〕
上記表面に微細な凹凸を有する電気炉酸化スラグ粒化物からなる細骨材とセメントとの混合比率は通常従来の天然細骨材と同様であり、体積比率としてセメント１００に対して３００〜６００程度の細骨材が混合される。上記セメント−細骨材混合物には川砂、海砂、ケイ砂、砕石、砕砂、パーライト、フライアッシュ、高炉スラグ等の他の骨材、セメント硬化調節剤、減水剤、増粘剤等が添加されてもよい。
上記セメント−細骨材混合物には通常水がセメント１００重量部に対して２５〜６０重量部程度添加されてセメントスラリーあるいはセメント混練物とされ、該セメントスラリーあるいはセメント混練物は通常型枠内に流し込む注型成形あるいは押出成形等によってパイプ状、トラフ状あるいは桝状に成形されたコンクリート成形物となる。該コンクリート成形物には補強のために鉄筋が挿入されてもよいが、この場合には型枠内に鉄筋を挿入した状態でセメントスラリーを流し込む。
【０００９】
【発明の実施の形態】
〔実施例１〕（細骨材の製造）
図１に本発明の細骨材を製造する装置を示す。
即ち１５００℃前後の電気炉酸化スラグ溶融物(1) を取鍋(2) からシューター(3) に移し、該シューター(3) から高速回転する羽根付きドラム(4,5) に注入する。該製鋼スラグ溶融物(1) は該羽根付きドラム(4,5) によって細破砕されて粒状化し、該電気炉酸化スラグ溶融物の粒化物(1A)は急冷チャンバー(6) 内にスプレー装置(7) からスプレーされる水ミストによって急冷される。そしてこのようにして得られた細骨材(8) は備蓄容器(9) 内に備蓄される。
該細骨材(8) は略球状であり、表面にはひび割れ等の欠陥はなく、微細な凹凸が有り、高硬度（ビッカース硬さで７５５、モース硬さで６程度）を有し耐摩耗性に優れており、真比重は３．８４、絶乾比重は３．５２、耐火度は１１００℃で、透磁性、導電性、耐酸性、耐アルカリ性等にも優れている。
該細骨材(8) の粒度分布を図２に示す。図２において実線グラフは本発明の骨材(8) の粒度分布、点線グラフはＪＩＳ−Ａ５００５コンクリート用細骨材の規格範囲を示し、該細骨材(8) は該規格範囲内であることが認められる。
【００１０】
〔実施例２〕
上記細骨材を用い下記の組成の配合物を混練調製した。
普通ポルトランドセメント ５４０kg／ｍ3
細骨材（実施例１ ρ＝３．７９）１２１３ 〃 （３２０リットル）
粗骨材（砕石） ９１６ 〃
シリカヒューム ６０ 〃
高性能ＡＥ減水剤 １２ 〃
水 １３５ 〃
上記配合物を練り置き時間３０分で型枠に流し込み２０秒後のスランプフロー値を求めた所３１．５cmであった。
上記配合物を型枠に流し込んでφ１０cm×２０cmのブロックを成形し、成形後のブロックの圧縮強度を経日的に測定した結果を表１に示す。
【表１】
【００１１】
〔比較例１〕
細骨材として川砂を用いて下記の組成の配合物を混練調製した。
普通ポルトランドセメント ５４０kg／ｍ3
細骨材（川砂 ρ＝２．５６） ８１９ 〃 （３２０リットル）
粗骨材（砕石） ９１６ 〃
シリカヒューム ６０ 〃
高性能ＡＥ減水剤 １２ 〃
水 １３５ 〃
上記配合物を練り置き時間３０分で型枠に流し込み２０秒後のスランプフロー値を求めた所２４．０cmであった。
上記配合物を型枠に流し込んで実施例２と同様なブロックを成形し、同様に該ブロックの圧縮強度を経日的に測定した結果を表２に示す。
【表２】
【００１２】
実施例２の表１と比較例１の表２を比較すると、実施例２の配合物によるブロックは比較例１の配合物（従来例）に比べて強度、特に初期強度に優れていることが認められた。またスランプフロー値から実施例２の配合物は比較例１の配合物（従来例）に比べて成形性に優れていることが認められた。
【００１３】
〔耐蝕試験〕
実施例２と比較例１の配合物を夫々型枠に流し込んでφ１０cm×２０cmのブロックを成形し、各ブロックを２８日間放置した上で５％塩酸水溶液に浸漬し、経時的に圧縮強度（N/mm2)を測定した。その結果を表３に示す。
【表３】
表３をみると、実施例２の配合物のブロックは５％塩酸水溶液に浸漬しても圧縮強度の経時的な低下は少なく優れた耐蝕性を示すが、比較例１の配合物のブロックは実施例２のブロックよりも圧縮強度が低く、しかも５％塩酸水溶液に浸漬した場合強度の経時的な低下が大きいことが認められた。
【００１４】
〔応用例〕
実施例２の配合物を使用して注型成形によって各種成形物を成形した。図３にはコンクリートパイプ(11)が示され、該コンクリートパイプ(11)の一端には受口(12)が形成されている。該コンクリートパイプ(11)は上下水道の地中配管用パイプ、ケーブル等の地中配設用保護パイプ等に使用される。
図４にはトラフ(21)が示され、該トラフ(21)の一端には雌実部(22)、他端には雄実部(23)が形成される。該トラフ(21)はケーブル等の保護トラフ、排水溝等に使用され、所望により蓋が被着されてもよい。
図５には桝(31)が示される。該桝(31)には本管接続部(32,33) および枝管接続部(34)が差出され、更に蓋(35)が被着される。該桝(31)は地中配管下水道の本管と枝管の合流点に配置される。
図６にはボックスカルバート(41)が示される。該ボックスカルバート(41)は複数個直列されることによって暗渠を構成する。
【００１５】
【発明の効果】
本発明に用いられる細骨材は略球状であり表面に微細な凹凸を有し、コンクリートが該凹凸に食い込むアンカー効果によってコンクリートと極めて良好な密着性を有するので耐蝕性に優れ強度の高い管路材が得られる。
更に上記細骨材は略球状であるのでスラリーの流動性が良く、型枠に流し込む際の充填性に優れ、所定の形状の管路材が正確に得られまた巣穴等の欠陥の発生がない。そして上記細骨材を使用した管路材は大重量であるから水に浸漬された場合でも浮力に耐える。
本発明の細骨材は製鋼過程で発生する産業廃棄物である電気炉酸化スラグから得られるので、資源的に問題はなく、かつ電気炉酸化スラグを有効利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】骨材製造装置の説明図
【図２】骨材の粒度分布を示すグラフ
図３〜図６は本発明の応用例を示すものである。
【図３】パイプの斜視図
【図４】トラフの斜視図
【図５】桝の斜視図
【図６】ボックスカルバートの斜視図
【符号の説明】
8 細骨材
11 コンクリートパイプ（管路材）
21 トラフ（管路材）
31 桝（管路材）
41 ボックスカルバート（管路材）
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば下水配管、暗渠に使用されるボックスカルバート、電線や通信線等のケーブルの保護配管等に使用される管路材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から例えば上下水配管に使用されるパイプや排水桝、暗渠に使用されるボックスカルバート、あるいは電線や通信線等のケーブルを地下に埋設する場合の保護パイプや保護トラフ等にはセメントに骨材として砕石粉、海砂、川砂、ケイ砂等を混合したコンクリート成形物が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記管路材は地下水、下水、工場排水等に接触するために高い耐蝕性を要求され、また地下配管の場合には土圧、地下水圧あるいは地震等の地殻変動に耐えるために大重量かつ高強度を要求される。更に地下配管において推進工法を用いる場合には推進力に耐えるためにも高強度を要求される。また特に寒冷地における配管の場合には耐凍結融解性も要求される。
しかしながら上記従来のコンクリート成形物の場合には耐蝕性、重量、強度、耐凍結融解性が不足しており、屡々配管中の管路材の浸蝕、破損等の不具合が起こるおそれがある。また骨材として砕石粉や川砂等の天然資源は現在不足しており極めて深刻な状態となっている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するための手段として、セメント硬化物マトリクス内に、電気炉酸化スラグの溶融物を高速回転する羽根付きドラムに注入し、該溶融物を該羽根付きドラムによって破砕粒状化し、粒状化した該溶融物を水ミスト雰囲気中で急冷処理することによって製造された表面に微細な凹凸を有する略球状の電気炉酸化スラグ粒化物が細骨材(8) として分散しているコンクリート成形物からなる管路材(11)を提供するものである。
該コンクリート成形物には補強のために鉄筋が内在されてもよく、また管路材としては例えばパイプ、トラフ、桝、ボックスカルバート等がある。
本発明を以下に詳細に説明する。
【０００５】
〔電気炉酸化スラグ〕
本発明に言う電気炉酸化スラグは、通常Ｃa Ｏ１０〜２６重量％、Ｓi Ｏ2 ８〜２２重量％、Ｍn Ｏ４〜７重量％、Ｍg Ｏ２〜８重量％、Ｆe Ｏ１３〜３２重量％、Ｆe2Ｏ3 ９〜４５重量％、Ａl2Ｏ3 ４〜１６重量％、Ｃr2Ｏ3 １〜４重量％程度含み、更に微量成分としてＴi Ｏ2 ０．２５〜０．７０重量％、Ｐ2 Ｏ5 ０．１５〜０．５０重量％、Ｓ０．００５〜０．０８５重量％程度含み、安定な鉱物組成を得るためのＦe を２０〜４５重量％程度含むものであり、天然骨材成分に含まれる粘土、有機不純物、塩分を全く含まず、不安定な遊離石灰、遊離マグネシアあるいは鉱物も殆ど含まない。
【０００６】
〔細骨材の製造〕
上記電気炉酸化スラグを粒化して細骨材を製造するには、該電気炉酸化スラグの溶融物を高速回転する羽根付きドラムに注入し、該溶融物を該羽根付きドラムによって破砕粒状化し、粒状化した該溶融物を水ミスト雰囲気中で急冷処理する方法が採られる。該羽根付きドラムは複数個配置して複数段の破砕粒状化を行なってもよい。
このようにして得られる電気炉酸化スラグの粒化物は通常５mm以下の粒径を有し細骨材に分類され、粒径２．５mm以下のものは略球状であり、比重は３．３〜３．８の範囲にあり、表面にはひび割れ等の欠陥はなく、微細な凹凸を有しまた中空構造のものからなるかまたは中空構造のものを含んでいる。そして粒度分布はＪＩＳ−Ａ５００５コンクリート用砕砂の規格範囲にある。
【０００７】
〔セメント〕
上記表面に微細な凹凸を有する略球状の電気炉酸化スラグ粒化物からなる細骨材が混合されるセメントには、例えばポルトランドセメント、アルミナセメント、フライアッシュセメント、高炉スラグセメント、シリカセメント等がある。
【０００８】
〔細骨材の使用〕
上記表面に微細な凹凸を有する電気炉酸化スラグ粒化物からなる細骨材とセメントとの混合比率は通常従来の天然細骨材と同様であり、体積比率としてセメント１００に対して３００〜６００程度の細骨材が混合される。上記セメント−細骨材混合物には川砂、海砂、ケイ砂、砕石、砕砂、パーライト、フライアッシュ、高炉スラグ等の他の骨材、セメント硬化調節剤、減水剤、増粘剤等が添加されてもよい。
上記セメント−細骨材混合物には通常水がセメント１００重量部に対して２５〜６０重量部程度添加されてセメントスラリーあるいはセメント混練物とされ、該セメントスラリーあるいはセメント混練物は通常型枠内に流し込む注型成形あるいは押出成形等によってパイプ状、トラフ状あるいは桝状に成形されたコンクリート成形物となる。該コンクリート成形物には補強のために鉄筋が挿入されてもよいが、この場合には型枠内に鉄筋を挿入した状態でセメントスラリーを流し込む。
【０００９】
【発明の実施の形態】
〔実施例１〕（細骨材の製造）
図１に本発明の細骨材を製造する装置を示す。
即ち１５００℃前後の電気炉酸化スラグ溶融物(1) を取鍋(2) からシューター(3) に移し、該シューター(3) から高速回転する羽根付きドラム(4,5) に注入する。該製鋼スラグ溶融物(1) は該羽根付きドラム(4,5) によって細破砕されて粒状化し、該電気炉酸化スラグ溶融物の粒化物(1A)は急冷チャンバー(6) 内にスプレー装置(7) からスプレーされる水ミストによって急冷される。そしてこのようにして得られた細骨材(8) は備蓄容器(9) 内に備蓄される。
該細骨材(8) は略球状であり、表面にはひび割れ等の欠陥はなく、微細な凹凸が有り、高硬度（ビッカース硬さで７５５、モース硬さで６程度）を有し耐摩耗性に優れており、真比重は３．８４、絶乾比重は３．５２、耐火度は１１００℃で、透磁性、導電性、耐酸性、耐アルカリ性等にも優れている。
該細骨材(8) の粒度分布を図２に示す。図２において実線グラフは本発明の骨材(8) の粒度分布、点線グラフはＪＩＳ−Ａ５００５コンクリート用細骨材の規格範囲を示し、該細骨材(8) は該規格範囲内であることが認められる。
【００１０】
〔実施例２〕
上記細骨材を用い下記の組成の配合物を混練調製した。
普通ポルトランドセメント ５４０kg／ｍ3
細骨材（実施例１ ρ＝３．７９）１２１３ 〃 （３２０リットル）
粗骨材（砕石） ９１６ 〃
シリカヒューム ６０ 〃
高性能ＡＥ減水剤 １２ 〃
水 １３５ 〃
上記配合物を練り置き時間３０分で型枠に流し込み２０秒後のスランプフロー値を求めた所３１．５cmであった。
上記配合物を型枠に流し込んでφ１０cm×２０cmのブロックを成形し、成形後のブロックの圧縮強度を経日的に測定した結果を表１に示す。
【表１】
〔比較例１〕
細骨材として川砂を用いて下記の組成の配合物を混練調製した。
普通ポルトランドセメント ５４０kg／ｍ3
細骨材（川砂 ρ＝２．５６） ８１９ 〃 （３２０リットル）
粗骨材（砕石） ９１６ 〃
シリカヒューム ６０ 〃
高性能ＡＥ減水剤 １２ 〃
水 １３５ 〃
上記配合物を練り置き時間３０分で型枠に流し込み２０秒後のスランプフロー値を求めた所２４．０cmであった。
上記配合物を型枠に流し込んで実施例２と同様なブロックを成形し、同様に該ブロックの圧縮強度を経日的に測定した結果を表２に示す。
【表２】
実施例２の表１と比較例１の表２を比較すると、実施例２の配合物によるブロックは比較例１の配合物（従来例）に比べて強度、特に初期強度に優れていることが認められた。またスランプフロー値から実施例２の配合物は比較例１の配合物（従来例）に比べて成形性に優れていることが認められた。
【００１３】
〔耐蝕試験〕
実施例２と比較例１の配合物を夫々型枠に流し込んでφ１０cm×２０cmのブロックを成形し、各ブロックを２８日間放置した上で５％塩酸水溶液に浸漬し、経時的に圧縮強度（N/mm2)を測定した。その結果を表３に示す。
【表３】
【００１４】
〔応用例〕
実施例２の配合物を使用して注型成形によって各種成形物を成形した。図３にはコンクリートパイプ(11)が示され、該コンクリートパイプ(11)の一端には受口(12)が形成されている。該コンクリートパイプ(11)は上下水道の地中配管用パイプ、ケーブル等の地中配設用保護パイプ等に使用される。
図４にはトラフ(21)が示され、該トラフ(21)の一端には雌実部(22)、他端には雄実部(23)が形成される。該トラフ(21)はケーブル等の保護トラフ、排水溝等に使用され、所望により蓋が被着されてもよい。
図５には桝(31)が示される。該桝(31)には本管接続部(32,33) および枝管接続部(34)が差出され、更に蓋(35)が被着される。該桝(31)は地中配管下水道の本管と枝管の合流点に配置される。
図６にはボックスカルバート(41)が示される。該ボックスカルバート(41)は複数個直列されることによって暗渠を構成する。
【００１５】
【発明の効果】
本発明に用いられる細骨材は略球状であり表面に微細な凹凸を有し、コンクリートが該凹凸に食い込むアンカー効果によってコンクリートと極めて良好な密着性を有するので耐蝕性に優れ強度の高い管路材が得られる。
更に上記細骨材は略球状であるのでスラリーの流動性が良く、型枠に流し込む際の充填性に優れ、所定の形状の管路材が正確に得られまた巣穴等の欠陥の発生がない。そして上記細骨材を使用した管路材は大重量であるから水に浸漬された場合でも浮力に耐える。
本発明の細骨材は製鋼過程で発生する産業廃棄物である電気炉酸化スラグから得られるので、資源的に問題はなく、かつ電気炉酸化スラグを有効利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】骨材製造装置の説明図
【図２】骨材の粒度分布を示すグラフ
図３〜図６は本発明の応用例を示すものである。
【図３】パイプの斜視図
【図４】トラフの斜視図
【図５】桝の斜視図
【図６】ボックスカルバートの斜視図
【符号の説明】
8 細骨材
11 コンクリートパイプ（管路材）
21 トラフ（管路材）
31 桝（管路材）
41 ボックスカルバート（管路材）
Claims (6)
- セメント硬化物マトリクス内に、電気炉酸化スラグの溶融物を高速回転する羽根付きドラムに注入し、該溶融物を該羽根付きドラムによって破砕粒状化し、粒状化した該溶融物を水ミスト雰囲気中で急冷処理することによって製造された表面に微細な凹凸を有する略球状の電気炉酸化スラグ粒化物が細骨材として分散しているコンクリート成形物からなることを特徴とする管路材
- 該コンクリート成形物には鉄筋が内在されている請求項１に記載の管路材
- 該管路材はパイプ状に成形されている請求項１または２に記載の管路材
- 該管路材はトラフ状に成形されている請求項１または２に記載の管路材
- 該管路材は桝状に成形されている請求項１または２に記載の管路材
- 該管路材はボックスカルバート状に成形されている請求項１または２に記載の管路材
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06912096A JP3751067B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 管路材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06912096A JP3751067B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 管路材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09227201A JPH09227201A (ja) | 1997-09-02 |
| JP3751067B2 true JP3751067B2 (ja) | 2006-03-01 |
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ID=13393475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06912096A Expired - Fee Related JP3751067B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 管路材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3751067B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4500753B2 (ja) * | 2005-09-13 | 2010-07-14 | 旭コンクリート工業株式会社 | コンクリート二次製品 |
| JP2019194396A (ja) * | 2018-05-01 | 2019-11-07 | ランデス株式会社 | ボックスカルバート |
-
1996
- 1996-02-28 JP JP06912096A patent/JP3751067B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH09227201A (ja) | 1997-09-02 |
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