JPH0297445A - 低アルカリセメント組成物及び上水道ライニング管 - 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、低アルカリセメント組成物、詳しくは土木・
建築分野に使用されるもので、作業性が良好で短期・長
期材令での強度発現と安定性に優れた低アルカリセメン
ト組成物及びモルタルライニング管、特にアルカリの溶
出による一抑制を目的とする上水道ライニング管に関す
る。

〈従来の技術とその課題〉 現在、土木・建築分野では普通ポルトランドセメントが
広く使用されており、高炉セメントやフライアッシュセ
メント等も使用されている（例えば特開昭５１−６４６
２０号公轢など）。

これらはいずれも、３Ｃａ○・５ｉ０２　、２ＣａＯ−
８ｉ０２及び３ＣａＯ・ｋｔ２０３などの鉱物を主成分
とし、水利硬化時にＣａ（○Ｈ）２　ｋ生成し、その水
利硬化体を水に反漬すると−か１０以上となるものであ
った。

この高アルカリ性は、土木・建築構造物の鉄筋を保護す
る役割を果しているが、（）ＲＣにおけるガラス繊維の
劣化や上水道ライニング管における飲料水の絹値の上昇
等課題があった。

本発明者は、セメントの高アルカリ性が弊害となる用途
に使用できるセメント組成物及びライニング管を提供す
べく種々検討した結果、特定の成分を併用することによ
って、前記課題を解消できる知見を得て本発明を完成す
るに至った。

〈課題を解決するための手段〉 即ち、本発明は、カル７ウムアルミネート５Ｇ〜９０重
量部、硫酸アルミニウム３０〜５重量部、アルカリ金塊
炭酸塩類３０〜１重量部からなる組成物１００重量部に
対しアルカリ金属硫酸塩類を０．１〜１０重量部配置部
てなる低アルカリセメント組成物であり、カルシウムア
ルミネート５０〜９０重量部、硫酸アルミニウム２０〜
５重量部、アルカリ金属炭酸塩類２０〜１軍量部及び高
炉スラグ４０〜２ｍ：ｉ：部を配合してなる低アルカリ
セメ／ト組底物であり、更には、それらを用いてライニ
ングした上水道ライニング管である。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明にかかるカルシウムアルミネート（以下Ｃａアル
ミネートという）は、ＣａＯｆ　Ｃｓ　　ＡＬ２０３を
Ａとすると、例えば、Ｃ３Ａ％　Ｃ１４フ、ＣＡ。

ＣＡ２、ＣＡ、及びＣ，ＡＦ等と示される鉱物が挙げら
れる。本発明において使用できるＣａアルミネートは前
記鉱物に限られるものではなく、Ｃ，！：ＡＯＭＷ比を
連続的にとることができる。なかでもＣ／Ａが３／、〜
５／３の範囲が好ましく、この範囲に入るものとしてＣ
ｌ　２Ａ７やＣＡがあけられる。

又、通常のアルミナセメントは本発明のＣａアルミ坏−
トに含まれる。

本発明のＣａアルミネートは、結晶形でも無定形でも使
用可能である。又、Ｃａアルミネートの粉末度は強度発
現面からブレーン比表面積で２．０００σ２／９以上が
好ましい。

本発明にかかる硫酸アルミニウム（以下鎖酸ａという）
は、無水塩、含水塩いずれでも良く、水溶液の形でも使
用可能である。粉末で使用する時は、２８メツシユ以下
が好ましく、２００メツシユ以下がよジ好ましい。具体
的には、浄水剤等工業用途に便用される硫酸はんどなど
が使用できる。

本発明にかかるアルカリ金属炭酸塩類（以下炭酸塩とい
う）はＣａＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、ＮａＨ
ＣＯ３及びＫＨＣＯ３等であって、無水塩、含水塩いず
れでも良く、水浴液の形でも使用できる。

粉末で使用する時は２８メツシユ以下が好ましく、２０
０メツシユ以下がより好ましい。特にＣａＣＯ３は可使
時間が十分取れるため好ましく、工業用石灰石粉が利用
できる。

炭酸カルシウムは、ＣａＣＯ５３０％以上、特に９０％
以上のものが好ましい。

本発明にかかるアルカリ金ＩＡｍ酸塩類（以下硫酸塩と
いう）とは硫酸カルシウム（セラコラ）、椀酸ナトリウ
ム、硫酸カリウム、硫酸カリウムアルミニウム（カリウ
ム明ばん〕及び硫酸ナトリウムアルミニウム（ナトリウ
ム明ばん）等であって、無水塩、含水塩いずれでも良く
、水溶液の形でも使用できる。粉末で使用する時は２８
メツシユ以下が好ましく、２００メツシユ以下がより好
ましいＯ 強度発現性より硫酸ナトリウム及び／又は硫酸カリウム
が好ましい。

本発明にかかる測炉スラグ（以下スラグという〕は、高
炉水砕スラグであって、塩基度が１．５以下、ガラス化
率５０係以上が好ましい。粉末度はブレーン比表面積で
２，０００ｃ！ｎ２／　ｆｉ以上が好ましく、強度発現
性より３．５００　ｃｍ２／　ｉ以上がより好ましいＯ 各々の配合割り合いはＣａアルミネートは５０〜９０重
量部、硫酸アルミニウム３０〜５重量部、炭酸塩３０〜
１重量部から成る混合物１００Ｍ量部に対し硫酸塩を肌
１〜１０重量部の範囲が作業性（可使時間〕、硬化性、
強度発現性及び−抑制面から好ましい。

硫酸Ａｔが５重量部未満では強度発現及び−抑制効果が
乏しく好ましくない。炭酸塩が１重量部未満では作業性
が不十分で、３０重量部を越えると硬化遅延を生じるた
め好ましくない。

硫酸塩が０．１重量部未満では硬化遅延を生じ、１ＯＮ
量部を越えると急結性となり作業性が悪くなるため好ま
しくない。

又、Ｃａアルミネートが５０ｆｆｔｔｉ部未満では強度
発現が悪くなるため好ましくない。

さらに、Ｃａアルミネート５０〜９０重量部、硫酸Ａｔ
２０〜５重量部、炭酸塩２０〜１重量部及びスラグ４０
〜２重量部が好ましく、Ｃａアルゴネート７０〜８５重
１を部、硫酸Ａｔ　ｉ　５〜９重量部、炭酸塩１０〜２
Ｎ量部及び婁≠スラグ１０〜５重量部が作業性（可使時
間）、硬化性、強度発現性及び−抑制面からより好まし
い。

硫酸Ａ、ｔが５１（置部未満では強度発現及び−抑制効
果が乏しく、好ましくない。炭酸塩が１重量部未満では
作業性が不十分で、２０重置部を越えると硬化遅延を生
じるため好ましくない。スラグが２重量部未満では硬化
遅延を生じ、４０重量部を越えると一抑制効果が乏しく
なるため好ましくない。

Ｃａアルミネートが５０重量部未満では強度発現が悪く
好ましくない。

各初宋材料奮ナウタミキサー　へ／シェルミキサー及び
オムニミキサー等の混合機で予めプレミキシングしてお
いても艮く、水と混線時に配合しても艮い。又、可醇物
の材料は予め水溶液にしておいても艮い。

本発明では作業性向上のため及び凝結調節のために各種
凝結調節剤全使用できる。凝結調節剤としては、ホウ酸
、リン酸、ケイフッ化物及びそれらの塩類等の無機化合
物、酒石酸、クエン酸、グルコン酸及びそれらの塩類等
の有機化合物、更に、一般に市販されているβ−ナフタ
レ／スルホン酸ホルマリン縮合物やメラミンスルホン酸
塩等が使用できる。又、これらの凝結調節剤は必要に応
じ各々単独もしくは併用できる。

更には、長期安定性？向上させるために、収縮低減剤等
も混合使用できる。前記の低アルカリセメント組成物を
用いた管は、通常鋼管や鋳鉄管が用いられ遠心成形によ
りライニング層を成形できれば特に限定されるものでは
ない。

ライニング層は１層のみならず２層以上の多層であって
も艮く、水道水と接するライニング層が前記特定の結合
材音用いていることを必須とするものである。

本発明のライニングに用いる細骨材は海砂、山砂及び河
用砂等特に限定されるものではないが、アルカリ塩類の
少ないものが好ましい。

管への２イニング方法は通常遠心成形によって行うのが
好ましく、遠心成型条件は普通セメントモルタルとほぼ
同様に行うことができる。

即ち、遠心成型機にセットした鋼管全回転させながら結
合材と細骨材からなるモルタルを連続及び／又は不連続
に圧入し、管の内面に遠心力金利用してライニングする
方法であって通常１〜７０Ｇ程度で行なわれる。

ライニング層の厚さは鋼管の口径にもよるが２〜２０ｙ
＋ｍ程度である。ライニング後の養生は気乾養生、水中
養生、蒸気養生いずれでも良いが、好ましくは湿度７０
％Ｒ，Ｈ，以上で乾燥しない条件が良い。養生温度は２
〜４０℃の範囲が好ましい。

〈実施例〉 以下実施例で本発明の詳細な説明する。

実施例１ 表−１に示す配合の低アルカリセメント組成物（以下低
アルカリ七メという）１００重量部、細骨材２００重量
部及びフロー値が２２０±２０朋になる様に水金配合し
モルタルミキサーで６分間混練後、４Ｘ４Ｘ１６ｃｒｎ
の型枠に流し込み硬化体を成形した。

この硬化体を２０℃、　８０　Ｒ，Ｈ，で７日間気乾養
生後、蒸留水１．４００縮に２４時間浸漬し、水溶液の
−及び気乾養生後１日、７日の硬化体の圧縮強度全測定
した。

結果を表−１に併記する。

使用材料 Ｃａアルミネート：電気化学工業社製、「デンカアルミ
ナセメント２号」 ｍ酸Ａｔ：　　住友化学社表、硫酸ばんどＮＰＣ：　　
アンデスセメント社製、普通ポルトランドセメント 炭酸塩Ａ二日本石灰工業社製炭カル２００　ｍｅｓｈ下
品、　ＣａＣＯ３ 〃　Ｂ；関東化学社製、試薬−級、　Ｎａ２ＣＯ３〃Ｃ
”　　　　　’　　　ｓ　　　’　　　ｅ　Ｋ２ＣＯ３
炭酸塩Ｄ＝関東化学社製、試薬−級、　ＮａＨＣＯ３＃
Ｅ：　　　　ｌ　　　　　　／Ｆ　　　、ＫＨＣＯ３硫
酸塩Ｆ”　　　　’　　　　＋　　　’　　　Ｉ　Ｎａ
２５Ｏ４ｚ□：ｚ　　　　、　　　Ｉ　　　、に２ＳＯ
４Ｊ／　　　）ｌ：　　　　　　　Ｉ　　　　　　　　
　　　　＃ＫＡＡ（Ｓｏ　４　）　２ ＩＩ　　　Ｊ：　　　　　　　Ｉ　　　　　　　　　　
　　ＡＴＮａＡｔ（８０４）２ 表−１から明らかな様に低アルカリセメを使用した硬化
体の浸漬水溶液は、絹値が低く、作業性（可使時間）、
強度発現性も良好である。

尚、可使時間は、フロー値が混練直後から５０朋低下す
るまでに要した時間としｆＣ，。

実施例２ 表−２に示す低アルカリ七メ１００重量部に対し細骨材
２００ｍ１ｔ部及びフロー値が２２０±２０ｇ＋＋＋＋
になる様に水を配合しモルタルミキサーで６分間混練後
、１００φＸ５００ｔｍｓの鋼管に厚さ５朋ライニング
し、ライニング管全得た。

ライニングは遠心成型で行い、初速２５　Ｏｒｐｍ１分
間、中速４５０　ｒｐｍ　３０秒間、高速１．３５　Ｏ
ｒｐｍ　４分間で行った。このライニング管を２０°Ｃ
１８０Ｓ　Ｒ，Ｈ，で気乾養生し材令７日月に−（−７
の蒸留水３，０００彪を管内に入れ２４時間浸漬した水
酊液の…を測定した。

結果を表−２に併記する。尚、使用材料は卸１骨材（川
砂２．５朋下）を除いて実施例１と同じもの全相いた。

表−２に示す様に本発明のライニング管を用いると一上
昇を著しく減少でき一上昇を抑制できる。

実施例６ 普通ポルトランドセメント１００重量部に対し細骨材２
００重量部、及び、水金フロー値が２２０±２０ｍｍに
なる様に調節し、モルタルミキサーで６分間混練後、１
００φＸ５００Ａｘｍの鋼管に厚さ５關にライニングし
た。ライニングは遠心成形で行い、初速２５０　ｒｐｍ
　１分間、中速４５０　ｒｐｍ３０秒間、高速１．３５
　Ｏｒｐｍ　４分間で行った後浮き水を捨てた。更に実
験／ｌ６２−４配合のモルタルを同条件にて普通ポルト
ランドセメントライニングの内側にライニングし、２層
うイニ／グとした。

この管を２０°Ｃ１８０％Ｒ，Ｈ，で気乾養生後、材令
７白目に一中７の蒸留水を２．０００　［入れ２４時間
浸漬後、水溶液のＰ１″Ｉを測定したところ、スタート
時６．９であったものが２４時間後でも８．２と一上昇
は低くかった。

尚、材料は実施例２と同じものを用いた。

実施例４ 表−６に示す配合の低アルカリ七メを用いたこと以外は
実施例１と同様に行った。結果を表−３に示す。

く使用材料〉 スラグ：高炉水砕スラグ微粉末、住友金属社製表−６か
ら明らかな様に、本発明の低アルカリセメント組成物を
使用した水溶液は、２４時間後には一１０未＃を示し、
作業性（可使時間）、強度発現性も良好である。

向、可使時間はフロー値が混練直後から５０ｍｍ低下す
るまでに壺した時間とした。

実施例５ 表−４に示す低アルカリセメント組成物１００重量部に
対し細骨材２００Ｍｔｋ部、及び、フロー値が２２０±
２０酩になる様に調節した水金モルタルミキサーで６分
間混練後、１００φＸ５００を朋の鋼管に厚さ５酊ライ
ニングし、ライニング管を得た。

ライニングは遠心成型で行い、初速、２５Ｏｒｐｍ１分
、中速４５０　ｒｐｍ　３０秒、高速１゜ろ５０　ｒｐ
ｍ４分で行った。このライニング管を２０℃、８０％Ｒ
，Ｈ，で気乾養生し、材令７８目にＰＩ（＝７の蒸首水
３，０００／＃Ｊに２４時間次漬し、水溶液のｐＨを６
（１１定した。結果を表−４に併記する。向側用材料は
、細骨材（川砂、２．５ｎ下）を除いて実施例４と同じ
ものを用いた。

表−２に示す様に本発明のライニング管を用いるとｐ）
Ｉ上昇を著しく減少でき一上昇値を２．０以下に抑制で
きる。

実施例６ 普通ポルトランドセメント１００重量部に対し細骨材２
００亘量部、及び、水をフロー値が２２０±２０ｙｎに
なる様に調節し、モルタルミキサーで６分間混練後１０
０φＸ５００Ａ＋ｕの鋼管に厚さ５　Ｒｘにフイニング
した。シイニングは遠心成型で行い初運２５　Ｏｒｐｍ
　１分、中速４５　Ｄ　ｒｐｍ　３０秒、高速１．３５
　Ｏｒｐｍ　４分で行った後、浮き水金捨てた。更に実
験扁５−４配合のモルタルを同条件にて普通ポルトラン
ドセメントライニングの内側に２イニ／グを行い２　Ｗ
ｊライニングとした。

この°Ｒを２０°０　８０％Ｒ，Ｈ，で気乾養生後、材
令７日月に一＝７の蒸留水に２４時間浸漬後水浴液のＰ
ｌ（を測定したところスタート時７．０であったものが
２４時間後でも７．９と一上昇は低くかった。

尚材料は実施例２と同じもの金相いた。

〈発明の効果〉 本発明の低アルカリセメント組成物を使用すると一上昇
を抑制でき作業性（可使時間）及び強度発現性も良好で
ありセメントの高アルカリ性が弊害となる土木・建材用
途に広く利用できる。

又、本発明の低アルカリセメント組成物を用いたライニ
ング管は水道水のめ上昇を著しく抑制できる。

特許出願人　電気化学工業株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）カルシウムアルミネート５０〜９０重量部、硫酸
   アルミニウム３０〜５重量部、アルカリ金属炭酸塩類３
   ０〜１重量部からなる混合物１００重量部に対し、アル
   カリ金属硫酸塩類を０．１〜１０重量部配合してなる低
   アルカリセメント組成物。
2. （２）カルシウムアルミネート５０〜９０重量部、硫酸
   アルミニウム２０〜５重量部、アルカリ金属炭酸塩類２
   ０〜１重量部及び高炉スラグ４０〜２重量部を配合して
   なる低アルカリセメント組成物。
3. （３）請求項第１項記載の低アルカリセメント組成物を
   用いてライニングした上水道ライニング管。
4. （４）請求項第２項記載の低アルカリセメント組成物を
   用いてライニングした上水道ライニング管。