JPH0152345B2 - - Google Patents

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JPH0152345B2
JPH0152345B2 JP11861181A JP11861181A JPH0152345B2 JP H0152345 B2 JPH0152345 B2 JP H0152345B2 JP 11861181 A JP11861181 A JP 11861181A JP 11861181 A JP11861181 A JP 11861181A JP H0152345 B2 JPH0152345 B2 JP H0152345B2
Authority
JP
Japan
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weight
cement
mortar
alkali
glass fibers
Prior art date
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Application number
JP11861181A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5820763A (en
Inventor
Seiichi Nakatani
Akira Miwa
Akira Saito
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Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
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  • Manufacturing Of Tubular Articles Or Embedded Moulded Articles (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、高強セメントモルタル管の製法、特
にガラス短繊維と膨張性混和材とを組合わせてモ
ルタル管を成型すると共にその内層に耐アルカリ
ガラス繊維を巻き付け次いでこれを常圧蒸気養生
等の加熱養生をする高強度セメントモルタル管の
製法に関する。 従来から、膨張性セメント混和材、例えば石灰
−石膏系やカルシウムサルフオアルミネート系の
ものを、セメントに適量混合してモルタルを練り
上げ、このモルタルを鋼管内面にライニングして
ひゞわれを低減する方法、又、膨張性セメント混
和材をセメントに混入してコンクリートを練り上
げ、このコンクリートをあらかじめ鉄筋配筋した
型枠に供給後遠心力成型し、コンクリートにケミ
カルプレストレスを導入する方法等が知られてい
る。 これらの方法は、例えばライニング鋼管の場
合、モルタルに混入する膨張性セメント混和材の
効果は、乾燥収縮の低減とこれに伴うモルタルと
鋼管の付着性の増大させることにあり、一方、遠
心力鉄筋コンクリートの場合、内部に配された鉄
筋を極度に緊張させ、その反力として起生するプ
レストレスを利用して初ひゞわれ耐力の増大させ
ようとするものである。従つて、前者の方法は膨
張性混和材により初期にわずかな膨張剤を与え
て、その後の乾燥収縮を補填しようとするもので
あり、後者の方法は、長期にわたつて膨張力を持
続させ部材の耐力向上をはかろうとするものであ
る。 しかし現在市販されている膨張性セメント混和
材では、その膨張性があまりにも大きすぎるた
め、単位量のわずかな変動があると製品の性能を
著るしく損なわれるという問題があつた。 本発明は、これらの欠点を解決することを目的
とするものであつて、鋼材より弾性係数の低い耐
アルカリガラス繊維と特定量の膨張性セメント混
和材とを併用したモルタルを遠心成形機に供給す
ると共に、その内層に耐アルカリガラス繊維の長
繊維又は網状物を巻き付けて成型し、次いでこれ
を蒸気養生することにより、従来のライニング鋼
管や遠心成型鉄筋コンクリート管の製造法のよう
に鋼材によつて、セメントを拘束させるものと異
なる方法を用いて、強度のすぐれた遠心力による
セメントモルタル管の製法を提供しようとするも
のである。 すなわち、本発明は、耐アルカリガラス短繊維
と膨張性セメント混和材とを含有するセメントモ
ルタルを用いてセメントモルタル管を製造する際
に、セメントに対し、3CaO・3Al2O3・CaSO410
〜20重量%、無水石膏60〜80重量%、石灰10〜20
重量%及び無定形カルシウムアルミネート0.5〜
8重量%を含有する膨張性セメント混和材6〜13
重量%及び耐アルカリガラス短繊維6〜15重量%
添加したセメントモルタルを遠心成型機に供給す
ると共に、その内層に耐アルカリガラス繊維の長
繊維又は網状物を巻き付けて成型した後、これを
加熱養生することを特徴とする。 以下、さらに本発明を詳しく説明する。本発明
は、耐アルカリガラス短繊維と膨張性セメント混
和材とを含有するセメントモルタルを原料とする
こと、及び製管時にセメントモルタル管の内層に
耐アルカリガラス繊維の長繊維又は網状物を巻き
付けて成型することを特徴とする高強度セメント
モルタル管の製法にある。 本発明に用いる膨張性セメント混和材として
は、従来から市販されている石灰系、カルシウム
サルフオアルミネート系などのものでも適度の効
果はあるが、これらの中で3CaO・3Al2O3
CaSO4が10〜20重量%、無水石膏が60〜80重量
%、石灰が10〜20重量%からなるものに無定形カ
ルシウムアルミネート0.5〜8重量%を含有した
ものが最も優れた性状を示す。すなわち、このカ
ルシウムサルフオアルミネート系混和材は、従来
品に比べて、無水石膏の含有量が多く、かつ無定
形カルシウムアルミネートを存在させた点で相異
する。 このように本発明に用いる膨張性セメント混和
材中に無水石膏を多く配合したのは、その絶対膨
張量を少くするためであつて、無水石膏量が60重
量%未満ではモルタルの膨張性が増大し、従来の
カルシウムサルフオアルミネート系混合和材と変
らない効果しか示さない。一方、無水石膏量が80
重量%を超えると膨張量は抑制されるが部材の曲
げ引張り強度が低下する。 又、無定形カルシウムアルミネートを混入する
のは、膨張性セメント混和材自身の反応活性を促
進すると同時に、部材の曲げ引張り強度の増大に
顕著な効果を示すからである。無定形カルシウム
アルミネートの混入量が膨張性セメント混和材中
に0.5重量%未満では、部材の曲げ引張り強度の
増大が認められなくなるし、又、8重量%を超え
て混入すると、急硬作用があらわれはじめ適度の
作業性がとれなくなると共に、管理度の著しい増
大はないので経済的に好ましくない。 膨張性セメント混和材の粉末度はブレーン比表
面積で3000〜6000cm2/gの範囲であれば、その効
果は顕著である。また、その添加量は6〜13重量
%が好ましい。 耐アルカリガラス短繊維は、繊維長さ5〜30mm
のものが好ましく、その使用量はセメントに対し
て6〜15重量%である。耐アルカリガラス繊維の
繊維長さが5〜30mmの範囲のものはモルタル材料
との混合性並びに管を形成した場合の膨張剤の膨
張量の抑制に最も好ましく作用する。さらに、そ
の添加量が6重量%未満では繊維添加の効果が小
さいし、15重量%をこえるとモルタルの曲げ強さ
や圧縮強さのいづれも低下する。 一方、耐アルカリガラス長繊維又はその網状物
を管内部に巻き付ける場合は、管厚の中心部かこ
れより内側層に1〜3重程度巻き込むのが最も好
ましく、それ以上に巻くと内層・外層の境界が出
来て、好ましくない。但し、管厚を厚く取る場合
はこの限りではなく、管外層部・管厚中心部・管
内管部の各部に前記耐アルカリ繊維の長繊維又は
網状物を配して管強度を上げることは可能であ
る。 これらの長繊維又は網状物の巻き付け方法とし
ては、種々考えられるが、最も簡便なものとして
は次の方法がある。 つまり、長繊維の場合、モルタル一層目を成型
する時に与える遠心力を低く抑え、管内面の締固
めをモルタルが脱落しない程度の緩い状態で停止
し、棒状のものにあらかじめ巻き付けた長繊維を
回転させながらモルタルに付着させると、簡単に
巻きつけることが出来る。 又、網状物の場合は、予想される一層目の内径
よりやゝ長く切断した網状物を、丸めて管内に挿
入し、要所を軽く押えれば、簡単に巻き付けるこ
とが可能である。 成型後の加熱養生としては、通常の常圧蒸気養
生や加圧蒸気養生のいずれであつてもよく、ま
た、蒸気を使用しない例えば通電養生のような方
法であつてもよい。 以下、実施例をあげて本発明をさらに詳しく説
明する。 実施例 1 3CaO・3Al2O3・CaSO412重量%、CaSO468重
量%、CaO15重量%を含有し、粉末度がブレーン
値で4200cm2/gであるカルシウムサルフオアルネ
ート物質に、ブレーン値4000cm2/gの無定形カル
シウムアルミネートを第1表に示す割合で混合し
て膨張性セメント混和材とした。 これを用いてセメント砂比を1:1、水セメン
ト比をを43%、膨張性セメント混和材をセメント
に対し11重量%混入した。このモルタルに、更に
耐アルカリガラス繊維をセメントに対し13重量%
混入してモルタルを練り混ぜた。 このモルタルを遠心力成型用の型枠に所要量の
半分だけ投入し、遠心力による締固めを行つた
後、回転を停止して浮水を除去して耐アルカリガ
ラス繊維の網状物を二重に巻きつけた。その後再
び遠心力を与えながら全量のモルタルを供給し
て、O200mm、L180mm、厚さ20mmのモルタル管を
遠心成型した。 遠心成型条件は、低速(200rpm)2分、中速
(350rpm)2分、高速(600rpm)6分とした。
尚、第一層目のモルタル投入後の締め固めは中速
(400rpm)2分だけとした。 成型後3時間室温で前置養生を行い、蒸気養生
室に導入、その後15℃/hrの昇温速度で蒸気養生
を開始し、65℃の温度で3時間保持した後、蒸気
を止めて自然冷却した。 蒸気養生翌日に脱型し、以後6日間気乾養生し
て材令7日に外圧試験法に準じて初ひゞわれ強度
を測定した。その結果を第1表に示す。実験No.2
〜5は本発明法である。実験No.6は、初ひゞわれ
強度は高いが、モルタルの作業性が低下した。
The present invention relates to a method for manufacturing a high-strength cement mortar tube, in particular, to form a mortar tube by combining short glass fibers and an expandable admixture, wrap an alkali-resistant glass fiber around the inner layer, and then heat the tube through atmospheric pressure steam curing or other methods. Concerning the manufacturing method of high-strength cement mortar pipes for curing. Traditionally, an appropriate amount of expandable cement admixtures, such as lime-gypsum or calcium sulfur aluminate, is mixed with cement to form mortar, and this mortar is used to line the inner surface of steel pipes to reduce cracking. Another known method is to mix concrete with an expandable cement admixture into cement, supply this concrete to a formwork pre-arranged with reinforcing bars, and then centrifugally form the concrete to introduce chemical prestress into the concrete. ing. For example, in the case of lining steel pipes, the effect of an expansive cement admixture mixed in mortar is to reduce drying shrinkage and thereby increase the adhesion between the mortar and steel pipes, while for centrifugal reinforced concrete In this case, the reinforcing bars placed inside are made extremely tense, and the prestress generated as a reaction force is used to increase the initial strain resistance. Therefore, the former method tries to compensate for the subsequent drying shrinkage by providing a small amount of swelling agent with an expanding admixture at the beginning, while the latter method maintains the swelling force over a long period of time and strengthens the material. The aim is to improve the durability of the steel. However, currently commercially available expandable cement admixtures have a problem in that their expandability is so high that even a slight variation in the unit amount significantly impairs the performance of the product. The purpose of the present invention is to solve these drawbacks by supplying mortar to a centrifugal molding machine using a combination of alkali-resistant glass fiber, which has a lower elastic modulus than steel, and a specific amount of expandable cement admixture. At the same time, the inner layer is wrapped with long fibers of alkali-resistant glass fibers or a net-like material and molded, and then steam-cured, thereby making it possible to create a lined steel pipe or a centrifugally formed reinforced concrete pipe using a steel material. The present invention aims to provide a method for manufacturing cement mortar pipes using a centrifugal force with excellent strength, using a method different from that used to constrain cement. That is, the present invention provides 3CaO・3Al 2 O 3・CaSO 4 10 for cement when manufacturing a cement mortar pipe using cement mortar containing alkali-resistant short glass fibers and an expandable cement admixture.
~20% by weight, anhydrite 60-80% by weight, lime 10-20
Weight% and amorphous calcium aluminate 0.5~
Expandable cement admixtures 6 to 13 containing 8% by weight
Weight% and alkali-resistant short glass fibers 6-15% by weight
The method is characterized in that the added cement mortar is fed to a centrifugal molding machine, and after the inner layer is wrapped with long fibers or a mesh of alkali-resistant glass fibers and molded, this is heated and cured. The present invention will be explained in further detail below. The present invention uses cement mortar containing short alkali-resistant glass fibers and an expansive cement admixture as a raw material, and winds long fibers or a mesh of alkali-resistant glass fibers around the inner layer of the cement mortar tube during pipe manufacturing. A method for manufacturing a high-strength cement mortar pipe characterized by molding. As the expandable cement admixture used in the present invention, conventionally commercially available lime-based and calcium sulfur aluminate-based materials have moderate effects, but among these, 3CaO・3Al 2 O 3
The best properties are obtained when CaSO 4 is 10-20% by weight, anhydrite is 60-80%, lime is 10-20% by weight, and amorphous calcium aluminate is added 0.5-8% by weight. . That is, this calcium sulfoaluminate-based admixture differs from conventional products in that it has a higher content of anhydrite and also contains amorphous calcium aluminate. The reason why a large amount of anhydrite is blended into the expandable cement admixture used in the present invention is to reduce the absolute amount of expansion.If the amount of anhydrite is less than 60% by weight, the expandability of the mortar increases. However, it shows the same effect as the conventional calcium sulfo aluminate mixed Japanese wood. On the other hand, the amount of anhydrite is 80
If it exceeds % by weight, the amount of expansion will be suppressed, but the bending tensile strength of the member will decrease. Further, the reason why amorphous calcium aluminate is mixed is that it promotes the reaction activity of the expandable cement admixture itself and has a remarkable effect on increasing the bending tensile strength of the member. If the amount of amorphous calcium aluminate mixed in the expandable cement admixture is less than 0.5% by weight, no increase in the bending tensile strength of the member will be observed, and if it is mixed in more than 8% by weight, the rapid hardening effect will occur. This is economically undesirable because it begins to appear and makes it impossible to maintain proper workability, and there is no significant increase in the degree of control. The effect is significant if the expandable cement admixture has a fineness of 3,000 to 6,000 cm 2 /g in terms of Blaine specific surface area. Further, the amount added is preferably 6 to 13% by weight. Alkali-resistant short glass fibers have a fiber length of 5 to 30 mm.
Preferably, the amount used is 6 to 15% by weight based on the cement. Alkali-resistant glass fibers having a fiber length in the range of 5 to 30 mm have the most favorable effect on miscibility with mortar materials and on suppressing the amount of expansion of the expanding agent when a tube is formed. Furthermore, if the amount added is less than 6% by weight, the effect of adding fiber is small, and if it exceeds 15% by weight, both the bending strength and compressive strength of the mortar will decrease. On the other hand, when winding alkali-resistant glass long fibers or a network thereof inside a pipe, it is most preferable to wind them around 1 to 3 times at the center of the pipe thickness or in the inner layer. It creates a boundary, which I don't like. However, when making the pipe thicker, this does not apply, and it is possible to increase the strength of the pipe by arranging long fibers or net-like materials of the alkali-resistant fibers in each part of the outer layer, the center of the pipe thickness, and the inner pipe. It is. Various methods can be considered for winding these long fibers or net-like materials, but the following method is the simplest method. In other words, in the case of long fibers, the centrifugal force applied when molding the first layer of mortar is kept low, the compaction of the inner surface of the pipe is stopped at a loose state that the mortar does not fall off, and the long fibers that have been pre-wound around a rod are rotated. You can easily wrap it around the mortar by letting it adhere to the mortar. In addition, in the case of a net-like material, it is possible to easily wrap it by cutting the net-like material slightly longer than the expected inner diameter of the first layer, rolling it up, inserting it into the tube, and pressing lightly at key points. The heat curing after molding may be normal pressure steam curing or pressurized steam curing, or may be a method that does not use steam, such as energization curing. Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 Calcium sulfoalnate material containing 12% by weight of 3CaO・3Al 2 O 3・CaSO 4 , 68% by weight of CaSO 4 , and 15% by weight of CaO and having a fineness of 4200 cm 2 /g in Blaine value was treated with Blaine. Amorphous calcium aluminate having a value of 4000 cm 2 /g was mixed in the proportions shown in Table 1 to form an expandable cement admixture. Using this, the cement-to-sand ratio was 1:1, the water-to-cement ratio was 43%, and the expandable cement admixture was mixed at 11% by weight relative to the cement. In addition to this mortar, 13% by weight of alkali-resistant glass fiber is added to the cement.
The mortar was mixed with the mixture. Half of the required amount of this mortar is poured into a formwork for centrifugal force forming, compacted by centrifugal force, then rotation is stopped, floating water is removed, and alkali-resistant glass fiber mesh is doubled. I wrapped it around it. Thereafter, the entire amount of mortar was supplied while applying centrifugal force again to centrifugally mold a mortar tube with an O of 200 mm, a L of 180 mm, and a thickness of 20 mm. The centrifugal molding conditions were low speed (200 rpm) for 2 minutes, medium speed (350 rpm) for 2 minutes, and high speed (600 rpm) for 6 minutes.
In addition, compaction after the first layer of mortar was placed was carried out at medium speed (400 rpm) for only 2 minutes. After molding, pre-cure at room temperature for 3 hours, introduce into a steam curing room, then start steam curing at a temperature increase rate of 15℃/hr, maintain the temperature at 65℃ for 3 hours, then stop the steam and let it cool naturally. Cooled. The mold was removed the day after the steam curing, and then air-dried for 6 days, and the initial cracking strength was measured on the 7th day of age according to the external pressure test method. The results are shown in Table 1. Experiment No.2
-5 is the method of the present invention. In Experiment No. 6, the initial cracking strength was high, but the workability of the mortar decreased.

【表】 実施例 2 実験No.4において、混入する耐アルカリガラス
短繊維の量を種々変化させた場合の結果を第2表
に示す。実験No.9〜11は本発明法である。
[Table] Example 2 Table 2 shows the results obtained when the amount of alkali-resistant short glass fibers mixed was varied in Experiment No. 4. Experiment Nos. 9 to 11 are the methods of the present invention.

【表】 実施例 3 実験No.11において、耐アルカリガラス短繊維の
混入率を13%とし、膨張性セメント混和材の混入
率を変化させた場合の結果を第3表に示す。実験
No.14〜17は本発明法である。
[Table] Example 3 In Experiment No. 11, Table 3 shows the results when the mixing ratio of the alkali-resistant short glass fibers was set to 13% and the mixing ratio of the expandable cement admixture was varied. experiment
Nos. 14 to 17 are the methods of the present invention.

【表】【table】

【表】 実施例 4 実験No.15において、従来のカルシウムサルフオ
アルミネート系膨張材(商品名「デンカCSA
#20」)を用いた場合の結果を第4表に示す。
[Table] Example 4 In Experiment No. 15, conventional calcium sulfo aluminate-based expansion material
#20'') is shown in Table 4.

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 耐アルカリガラス繊維と膨張性セメント混和
材を含有するセメントモルタルを用いてセメント
モルタル管を製造する際に、セメントに対し
3CaO・3Al2O3・CaSO410〜20重量%、無水石膏
60〜80重量%、石灰10〜20重量%及び無定形カル
シウムアルミネート0.5〜8重量%を含有させた
膨張性セメント混和材6〜13重量%及び耐アルカ
リガラス短繊維6〜15重量%添加したセメントモ
ルタルを遠心成型機に供給すると共に、その内層
に耐アルカリガラス繊維の長繊維又は網状物を巻
き付けて成型した後、これを加熱養生することを
特徴とする高強度セメントモルタル管の製造法。
1. When manufacturing cement mortar pipes using cement mortar containing alkali-resistant glass fibers and expandable cement admixtures,
3CaO・3Al2O3 CaSO4 10-20% by weight, anhydrite
60-80% by weight, 6-13% by weight of an expandable cement admixture containing 10-20% by weight of lime and 0.5-8% by weight of amorphous calcium aluminate, and 6-15% by weight of alkali-resistant short glass fibers were added. A method for producing a high-strength cement mortar pipe, which comprises supplying cement mortar to a centrifugal molding machine, winding long fibers or a mesh of alkali-resistant glass fibers around the inner layer of the molding machine, molding the molded material, and then heating and curing the product.
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