JPH02217342A - ライニング材及びそれを使用したライニング管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はライニング材及びライニング管の製造方法に関
し、詳しくは上下水道用に供給される、鋼管や鋳鉄管な
どの管内面にライニングするライニング材及びライニン
グ管の製造方法に関する。

〔従来の技術とその課題〕

従来から上下水道などに使用される鋼管や鋳鉄管の内面
には、防錆、耐久性向上及び上水道水等の水質安定化の
ため、ライニングが施されている。

このライニング材として、ポルトランドセメントモルタ
ルが用いられているが、上水道管に使用すると初期通水
時にモルタル中のアルカリ分が溶出し、水の−が１０以
上と著しく増加する課題があった。

この−上昇を押え、酸性下でのモルタル層の破壊を防止
するため、ポルトランドセメントモルタルライニングに
おいては、通常、ライニング層表面にシールコート材を
塗布していた。

しかしながら、埋設による実使用においては、遊離炭酸
等を多く含む地下水や下水の様な酸性の水によりシール
コート材が剥離し、ライニング層表面が露出して−が上
昇したり、剥れたシールコート材が管内や送水ポンプ等
に詰まったり、上水道水中に浮遊したり、上水道水に悪
臭がした抄する課題があった。また、シールコート材の
剥離面からＣａ”÷が溶出し、ライニング層が破壊し、
耐久性が低下するという課題もあった。シールコート材
を施すことなく通水初期におけろ水の一上昇を押える方
法としてＲ２０の少ないセメントと砂を用いた管内面の
ライニング方法が提案されている（特開昭６３−２９６
８７４号公報）。しかしながらこのライニング方法を用
いると、−上昇は抑制できるが、アルきナセメントモル
タル中のＡ１が溶出して、初期通水時に可溶性Ａｚ量が
著しく増加し、飲料水が白濁する課題があった。また、
遠心成形をするため、内面にセメント分が多く偏析し酸
性水に対して耐久性が十分でないなどの課題があった。

特に飲料水水中の可溶性Ａｚは、多量に摂取すると健康
上好ましくないという報告（金属、１９８５．５５　（
７）、Ｐ６３〜６５、佐藤敏彦及び朝日新聞１９８９・
１月１７日号等）があり少ない方が好ましい。

従来のライニング管は、ポルトランドセメントを用いて
おり、可溶性ＡＩの原因と々る水硬性カルシウムアルミ
ネートの３　ＣａＯ・Ａ１２ａ３が微量しか含まれない
ため可溶性Ａｚ量は、シールコートしなくても０．２　
ｐｐｍ以下の非常に低いレベルであった。しかしながら
特開昭６３−２９６８７４号公報の様にアルミナセメン
トを用いると、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３、Ｃａ０２Ａ１゜Ｏ
ｓ及び１２Ｃａ０・７Ａ１２０３等の水硬性カルシウム
アルミネートを主鉱物として含むため、可溶性Ｍ量が著
しく増加する課題があった。

また、アルミナセメントは、ポルトランドセメントに比
べ水和初期の発熱量が多いため、モルタル硬化時にライ
ニング膚表面の水分が蒸発し、水和水不足による未硬化
部分が発生し表面が粉化するという課題があった。この
ため、ライニング層表面を均一にするのに、Ｊ！＜研磨
する必要があり、研磨や研磨粉の処分に多大な時間と労
力がかかるという課題があった。

本発明者らは上記各課題を解消すべく鋭意検討した結果
、通水初期における水の一上昇、可溶性ｋｌＩｉの増加
及びモルタル硬化体の表面未硬化を防ぐためＫは、特定
組成のライニング材を使用することが有効であるとの知
見を得て本発明を完成するにいたった。

〔課題を解決するための手段〕

即ち、本発明は、アルミナセメント８５〜９９重量部と
潜在水硬性非晶質シリカ１５〜１重量部とからなるバイ
ンダーと、砂及び水を主成分とするライニング材であり
、更に、無機質膨張材と減水剤を併用するものであり、
それらを使用するライニング管の製造方法である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明Ｋかかるアルミナセメント（以下ＡＣとに いう）は、ボーキサイト、バイヤーアルミナ及びアルミ
ナ残灰等のアルミナ源と、生石灰、石灰石及び消石灰等
のカルシア源から、溶融法及び／又は焼成法によって合
成したクリンカーを、ボールミル、ローラーミル及びオ
ングミル等の粉砕機で粉砕したものである。

その鉱物組成は、ＣａＯをＣ、ＡＪ２０．をＡとすると
、ＣＡ　Ｉ　　ＣＡ２　＋　　Ｃ３Ａ％　　Ｃ１ｇＡ７
、Ｃ５Ａ３及びＣ３八５等と示される水硬性カルシウム
アルミネートを主体とするものであって、水和硬化時に
アルミナデル（Ａｚ（ｏＨ）、　）の生成の少ない、Ｃ
／Ａ（モル比）≦１のものを主体とするＡＣが好ましく
、可使時間、硬化性及び強度発現性の良好なＣａＯ３０
〜４０重量％、Ａｌ２０３４０〜６０重量％の水硬性カ
ルシウムアルミネートが特に好ましい。

本発明Ｋかかる潜在水硬性非晶質シリカ（以下ＳＦトい
つ）は、一般に１シリコン、フェロシリコン及び溶融シ
リカ等を製造する際、副産物として生成する気化性シリ
カであって、マイクロシリカ、シリカヒユーム、シリカ
フラワー及びシリカダスト等と総称される物である。

特に本発明の目的を達成するには、ＳＦの−が重要であ
って、−≦８が好ましく、特に−が６〜８の中性付近の
ものがより好ましい。

本発明でいう−とは、室温にて８Ｆ　２．０１１をイオ
ン交換水２００ｄ中に入れ、スターラーにて攪拌し得ら
れたスラリーの−が平衡に違した時の値である。

８Ｆの−が８を越えるとライニング材として使用した際
、初期通水時の−が上昇し、可溶性Ｍ量も増加するため
好ましくない。また、−が６未満では、ＡＣとの反応性
に欠け、強度発現が悪くなり、耐久性が得られにくいた
め、好ましくない。

更に、ＳＦはＡＣとの反応性の良好なりＥＴ比表面積１
０〜２５　ｍ”／　Ｉのものが好ましく、８ｉ０２含量
８０重量−以上のものが長期強度が良好なため好ましい
。

本発明ＫかかるＡＣと８Ｆの配合割合は、ＡＣ３５〜９
９重量部、８Ｆ１５〜１重量部の割合である。

ＳＦ　ｉ重量部未満では、可溶性Ｍ量の減少効果に欠け
、１５重量部を越えると強度の発現性が悪く、遠心成形
時にライニング層の締まりが悪くなる傾つムサルホアル
ミネートや石膏郷から成る工）　ＩＪンガイト生成系の
ものや、フッ化カルシウムや酸化カルシウム等から成る
石灰系のものが使用できる。

特にエトリンガイト生成系のものが可使時間が取れるた
め好ましい。

ＡＣと８Ｆを配合して成るバインダーと膨張材の配合割
合は、バインダー８５〜９８重量部、膨張材１５〜２重
量部の割合いであることが好ましく、特に、バインダー
９０〜９６重量部、膨張材１０〜４重量部がよ抄好まし
い。

膨張材が１５重量部を越えると、長期間使用した際、ラ
イニング層が膨張破壊を生じる傾向があり好ましくなく
、２重量部未満では膨張材としての効果に欠け、ライニ
ング層に収縮クラックが発生する傾向があり好ましくな
い。

膨張材の粒度は、ＡＣと同程度であることが好ましく、
プレーン法で礼５００♂／９以上が好ましく、４，００
０〜６．０００α２／９のものがより好ましくへ。ＡＣ
より極端に粗いか又は細かいと、遠心成形により偏析し
、クラックの原因になるため好ましくない。

本発明Ｋかかる減水剤は、リグニンスルホン酸塩系、ナ
フタレンスルホン酸塩系、ナフタレンスルホン酸塩ホル
マリン縮合物系、メラミンスルホン酸塩ホルマリン縮合
物系、ポリカルボン酸塩系、リン酸系、ホウ酸系及びオ
キシカルボン酸塩系等のものであって、Ｍと難溶性の塩
を生成し、減水効果と可溶性Ｍ抑制効果をあわせ持って
いるリン酸系やホウ酸系が特に好ましく、具体的には、
ヘキサメタリン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸及びホ
ウ酸又はそれらのＮａ塩やに塩等である。

各減水剤は単独もしくは併用でき、その使用量はバイン
ダーと膨張材の合計量（以下粉体という）１００重量部
に対し、０．１〜５重量部の割合いであることが好まし
く、強度発現が良好な面から０．１〜２重量部が％に好
ましい。

本発明にかかる砂は、塩害や自室が発生しＫくい川砂や
山砂が好ましく、海砂はＮａＣ１が多いため好ましくな
い。

砂の使用量はバインダー又は粉体１００重量部に対し、
砂１００〜３００重量部が通常使用され、管径により使
い分けされる。例えば、１００〜７００−の管ではバイ
ンダー又は粉体１００重量部に対し砂１００〜２７０重
量部の割合いである。

本発明では、上記材料をパン製ミキサーやパドルミキサ
ー等のミキサーにて水と混練りし、モルタルの練り上が
り温度を２５℃以下にするのが好ましく、２０℃付近が
特に好ましい。

２５℃を越えると偽凝結を生じやすく、可使時間が取れ
Ｋ＜＜な妙好ましくない。また練り上がし温度が高いと
、ＡＣ水和物の転移反応に伴うＡ／（ＯＨ）３の生成量
が多くな抄、可溶性Ｍ量が増加するため好ましくない。

練り上がり温度が、例えは、５℃以下の様に低いと、硬
化遅れが発生し、強度発現が悪いため低くすぎても好ま
しくない。

モルタルのフロー値は、７０−テーブルを用いた１５回
タップ７０−値で２００Ｈ以上が好ましく、特シζ２４
０〜２８Ｄｔｌが好ましい。フロー値が２００ｎ未満で
は遠心成形時に、管内面に均一なライニング層が成形さ
れに＜＜、２８０ｍを越えると、遠心成形によるライニ
ング層の締りが悪く、ペースト層が分離しクラックや剥
離が発生し易い傾向があり好ましくない。

遠心成形は通常２０Ｇ以上で行われるが、本発明では、
／％＆Ｃ１５０〜７０Ｃ）がライニング層の締りが良く
好ましい。５０Ｇ未満では、遠心成形後のライニング層
の締抄が悪く、レイタンスの浮きも不十分であり、７０
Ｇを越えるとペースト層が分離しクラックが発生し易く
なる傾向があり好ましくない。

最高ＧＶＣよる遠心成形時間は６分以上が好ましく、ラ
イニング層が均一になり、締りも良好であるため好まし
い。特に、遠心成形時間５分以上がライニング層からの
水抜けが安定し好ましい。

遠心成形ｔζよりライニングした管は、相対湿度６０　
Ｓ　Ｒ，Ｈ，以上の加湿条件下で一次養生するのが好ま
しく、更に好ましくは８０％Ｒ，Ｈ，以上である。また
、養生温度は２５℃以下が好ましく、２０℃近辺で低温
加湿養生するのがより好ましい。

養生時間はライニング完了直後から４時間以上が好まし
く、セメントの水和発熱が完了するまで行うのが更に好
ましい。

上記条件以外での加湿養生ではライニング層表面に未硬
化部分が発生し粉化したり、可溶性Ｍ量が低下しないた
め好ましくない。

一次養生が完了したライニング管は、常法により表面を
均一に研磨後、常温気乾にて２日以上二次養生し、埋設
使用される。研磨厚は管径にもよるが、通常、表面から
０．５〜３ｔＩ程度である。

二次養生期間は、初期通水の−及び可溶性Ｍ量が十分低
下する４日間以上行うのが好ましく、６日以上が特に好
ましい。

本発明の方法により実施される管は、通常、鋳鉄管が使
用されるが、予め従来法によりライニング層を成層した
管を用い、二層以上のライニング層を有するものを使用
することは可能である。

また、ライニング管の耐酸性や長期安定性等の耐久性を
向上させるために１高炉水砕スラグ粉末、石灰石粉末及
びフライアッシュ等を添加、混合使用しても良い。

これらを使用する場合はバインダ又は粉体との壇ゝ 合計ｆｔ１００重量部に対し７０重量部以下は好ましい
。７０重量部を越えるとライニング層の強度が低下し、
耐久性が低下するため好ましくない。

更に、低−を得るためＫは硫酸アルミニウムの添加も有
効である。

〔実施例〕

以下本発明を実施例にて詳しく説明する。

実施例１ ＡＣとＳＦを表−１のように配合し、小型オムニミキサ
ー（千代田技研工業製）により５５分混合してバインダ
ーを製造した。

このバインダー１００重量部と川砂２００重量部をパン
型ミキサーにて３分間空線り後、２６゜±２０ｆｌのフ
ロー値になる様に水道水を加え、５分間混練りし、練り
上がり温度２０±２℃のモルタルを作製した。

このモルタルを遠心成形機により、１００φｎ×５００
’ｓｎの鋳鉄管内面に５０Ｇ−５分間の条件で厚さ５ｎ
のライニング層を形成した。

ライニング完了後、２０℃１００　％　Ｒ，Ｈ，の加湿
器内に入れ、１２時間−次養生行つ死後、旋盤にて表面
を１關研磨し、更に６日間常温気乾条件下で二次養生し
、本発明のライニング管を得た。

その物性を表−１に併記する。

比較のため、従来技術として、商品名［デンカアルミナ
セメント２号」電気化学工業社製１００重量部と川砂２
００重量部をパン型ミキサーにて３分間空線り後、２６
０±２０鰭のフロー値になる様に水道水を加え、５分間
混練りし、練り上がり温度２０±２℃のモルタルを作製
した。

このモルタルを遠心成形機により１００’ｌｌ　Ｘ！ ５００ｆｌの鋳鉄管内面に４０Ｇ−２分間の条件で厚さ
５ｍのライニング層を形成した。ライニング完了後常温
気乾条件にて２４時間−次養生行った後ライニング層表
面に水道水を散水しつつサンドペーパーにて研磨処理を
施し０．６ｆ１表面を研磨した。

その後、更に、常温気乾条件にて６日間二次養生し、ラ
イニング管を作製した。

く測定方法〉 （１）フロー値：フローテーブルにより１５回タップし
た後のモルタルの広がり径 （２）強度；４Ｘ４×１６ｃ１ｎテストピースによる圧
縮強度（３）ｐＨ；二次養生後のライニング管内面をイ
オン交換水をζより洗浄後イオン交換水３．０００１／
を入れ、２４時間、２０℃にて浸漬しこの浸漬水の−と
した、 （４）可溶性Ｍ量；−測定後の浸漬水をＴＣＰにて分析
した値。

く使用材料〉 ＡＣ−ａ　：商品名「デンカアルミナセメント１号」、
電気化学工業社製 Ｃａ０３６．５重１％　、　Ａｊ２０，５３．５重量％
「デンカアルミナセメント２号」 電気化学工業社製 Ｃａ０３３．０重ｉＩｋ％、Ａノ２０３４８．５重′ｊ
１％ｂ　： Ｃａ０２５．５重量％、ｋ１２０３７３−５重量優８Ｆ
−ｄニジリカヒユーム％　Ｐ）１ｓ−３，ＢＥＴ　２２
７＋１”／＃ｔｓｉｏ２８３．１チ、エルケム社製 ｅ　ニジリカヒユーム、ＰＪ（７，８，ＢＥＴ　２４　
ｍ”／ｌ／。

５ｓｏ２９３．１１％　Ｚルナ１社創 ｆニジリカヒユーム、Ｐ）（６−８，ＢＥＴ　２１Ｂ”
／　７７゜ｓｌｏ、１９７．２優、エルケム社製 砂　　：態本県玉名産川砂 実施例２ バインダーと膨張材を表−２のように配合し、小型オム
ニミキサーにより５５分混合して組成物を製造した。

この組成物１００重量部と川砂２００３ｉ量部をパン型
ミキサーにて３分間空線り後所定量の減水剤を添加し、
フロー値２６０±２０１１になる様に水道水を加え、５
分間混合し、練り上がり温度２０±２℃のモルタルを作
製した。

このモルタルを用い実施例１と同様にライエン１ト１ グ管を得た。その物雉な表−２に併記する。

尚、物性の測定と材料は実施例１に準じその他は下記に
準じた。

〈測定方法〉 （１）ライニング層の締りニライニング終了後触指にて
良悪を判定した。

（２）表面クラック　；　常温気乾条件下で５０日二次
養生したライニング管の 表面のクラックの有無を目 視）ζて判定した。

〈使用材料〉 膨張材ｇ：商品名「デンカＣ８Ａ”２０　Ｊ　、電気化
学工業製 ｈ：商品名「エクスパン製品用」、小野田セメント製　
　　　　　　（ Ｊ　：ｔｔｔ　　ｎ型無水石膏、セントラル硝子製 減水剤に：商品名「マイティ１５０」花王石鹸製 １：商品名「ヴインンル８０」山宗化学製 ｍ：商品名［ホゾリスＡ　５　Ｌ　Ｊホゾリス製 ｎ：へキサメタリン酸Ｎａ関東化学製試薬−級 ｐ：へキサメタリン酸に関東化学製試薬減水剤ｒニホウ
酸関東化学製試薬−級 ８ニホウ砂関東化学製試薬−級 一級 ｑ　：　）　ＩＪポリリン酸Ｎａ、関東化学製試薬−級 実施例３ 実ｊｊｉＡ２−４の組成物１００重量部と川砂２００重
量部をパン型ミキサーで３分間空線り後、フロー値２６
０±２Ｃ１ｗになる様に水道水を加え、５分間混合し、
練抄上が抄温度２０±２℃のモルタルを作製した。

このモルタルを遠心成形機により１１００−Ｘ５００ｓ
の鋳鉄管内面に表−６に示す条件で厚さ５ｎのライニン
グ層を形成し九。

ライニング完了後の処理は実施例１に準じ、物性の測定
と材料は、実施例１及び２　Ｋ準じ、その他は下記によ
抄行った。その物性を表−３シ〔併記する。

〈測定方法〉 （１１ライニング層から水抜け　；　目視にて良悪を判
定した。

（２）ライニング層の仕上がり； 実施例４ 実施例３の方法で作製したモルタルを遠心成形機により
１００４龍×５０Ｏｎの鋳鉄管内面に５００−５分間の
条件で厚さ５Ｍのライニング層を形成した、 ライニング完了後衣−４の条件下で一次養生行った後旋
盤にて表面を１鰭研磨し、更に所定の条件下で二次養生
行い、ライニング管を得た。

各養生条件及びライニング管の物性を表−４に示す。物
性の測定及び材料は実施例２に準じた。

〔発明の効果〕

以上から明らかな様に、本発明によね製造した管はシー
ルコートを施すことなく初期通水の−を低く押えること
ができ、従来のＡＣ使用ライニング管に比べ、可溶性Ｍ
量を著しく減少できる。

また、−次養生時に発生していたライニング表面の粉化
な防止でき、表面仕上げの良好なライニング管が得られ
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）アルミナセメント８５〜９９重量部と潜在水硬性
   非晶質シリカ１５〜１重量部とからなるバインダーと、
   砂及び水を主成分とするライニング材。
2. （２）請求項１に記載のライニング材を遠心力成形法に
   よつて管内面にライニングし、加湿養生により該ライニ
   ング層を硬化することを特徴とするライニング管の製造
   方法。
3. （３）請求項１記載のバインダー８５〜９８重量部、無
   機質膨張材１５〜２重量部及びバインダーと無機質膨張
   材の合計１００重量部に対して、減水剤０．１〜５重量
   部からなる組成物、砂及び水を主成分とするライニング
   材。
4. （４）請求項３記載のライニング材を遠心力成形法によ
   つて管内面にライニングし、加湿養生により該ライニン
   グ層を硬化することを特徴とするライニング管の製造方
   法。