JPH04295036A

JPH04295036A - 鋼管ライニング管及びその製造方法

Info

Publication number: JPH04295036A
Application number: JP3082886A
Authority: JP
Inventors: Toshio Mihara; 三原　敏夫; Tetsuo Otsuka; 哲雄大塚; Minoru Shirasawa; 白沢　実
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 1991-03-25
Filing date: 1991-03-25
Publication date: 1992-10-20

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土木・建築分野におい
て使用される鋼管ライニング管に関する。

【０００２】

【従来の技術とその課題】従来、鋼管や鋳鉄管は土木・
建築分野において広範囲に使用されている。しかしなが
ら、特に、土中において使用される場合などは表面に損
傷を受けやすく、腐食速度が速くなることがあるなどの
課題があった。この対策として、鋼管の外周に保護モル
タルを外巻きすることが行われているが、モルタルの硬
化に時間がかかり、生産性が低いという課題があった。また、鋼管の外周に保護モルタルを外巻きする場合、ラ
イニング材で鋼管や鋳鉄管をライニングしたあと、蒸気
養生することもあるが、従来の製造方法では、前置、昇
温、保持、及び降温等の蒸気養生工程に、通常、７時間
以上要するため、生産性の向上が望まれていた。

【０００３】本発明者らは、早期に強度発現可能なライ
ニング材を検討した結果、特定の組成物を使用すること
により前記課題を解決し、なおかつ低温下においても強
度の発現性が非常に良好なライニング材が得られるとの
知見を得て本発明を完成するに至った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、セメン
ト、アルミノケイ酸カルシウムガラス、無機硫酸塩、及
び細骨材を含有してなるライニング材からなるライニン
グ層を鋼管の外周に有する鋼管ライニング管であり、そ
の製造方法である。

【０００５】以下、本発明を詳しく説明する。

【０００６】本発明に係るセメントとしては、普通・早
強・超早強等の各種ポルトランドセメントや、それらに
高炉スラグ、フライアッシュ又はシリカを混合した各種
混合セメント、さらには、中庸熱セメント、白色セメン
ト、及びコロイドセメント等の特殊セメント等が挙げら
れる。

【０００７】本発明に係る細骨材としては、特に限定さ
れるものではないが、海砂、山砂、及び河川砂等が使用
可能である。これらのうち、アルカリ塩類の少ないもの
が好ましい。本発明において、細骨材の使用量は、セメ
ントと後述のセメント混和材の合計１００重量部に対し
て、１００〜５００重量部が好ましく、強度発現性や耐
久性などの面から、１５０〜３００重量部がより好まし
い。

【０００８】本発明に係るアルミノケイ酸カルシウムガ
ラス（以下ＣＡＳガラスという）は、その組成領域とし
て、ＣａＯ３０〜６０重量％、Ａｌ２Ｏ３２０〜６０重
量％、及びＳｉＯ２５〜２５重量％が好ましく、ＣａＯ
３０〜５５重量％、Ａｌ２Ｏ３３０〜６０重量％、及び
ＳｉＯ２１０〜２０重量％がより好ましい。ＣａＯが３
０重量％未満あるいはＡｌ２Ｏ３が６０重量％を超える
と、急硬性に劣る傾向があり、逆に、ＣａＯが６０重量
％を超えるかあるいはＡｌ２Ｏ３が２０重量％未満であ
ると、凝結調整剤を多量添加しても瞬結してしまい、作
業性の面から好ましくない。また、ＳｉＯ２が５重量％
未満であると、長期的な強度の伸びが期待できず、逆に
２５重量％を超えると初期強度が小さい傾向がある。

【０００９】なお、後述の一般の工業原料には、ＭｇＯ
、Ｆｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｋ２Ｏ、及びＮａ２Ｏ等の不
純物が当然含まれている。これらの不純物は、ＣａＯ−
Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系のガラス化領域を拡張すること
から、１０重量％未満までの存在は好ましく、また、急
硬性、作業性、及び長期強度の伸び等の諸特性に問題は
生じない。また、ＣＡＳガラス製造の際に、一般的なガ
ラスの融剤であるＮａＮＯ３やＫＮＯ３などの硝酸アル
カリ、フッ化カルシウム、及びホウ砂等を加えることは
、ガラスの融点を下げることから好ましい。本発明にお
けるガラスとは、熱分析から求められる、「ガラス転移
点を示すもの」をいう。なお、全てがガラス質である必
要はなく、ガラス化率が５０％以上であることが好まし
く、７０％以上がより好ましく、８０％以上が最も好ま
しい。５０％未満では、初期強度が小さくなる傾向があ
る。なお、ガラス化率（Ｘ）は、例えば、本発明におい
ては、ＣＡＳガラスを、１０００℃で２時間加熱して溶
融し、その後、５℃／分の冷却速度で徐冷し、粉末Ｘ線
回折法により求めた結晶鉱物のメインピークの面積Ｓ０
とＣＡＳガラス中の結晶のメインピークの面積Ｓから式
１に従って算出した。

【００１０】

【数１】

【００１１】ＣＡＳガラスは、例えば、平均的な化学組
成が、ＣａＯ４０〜４３重量％、ＭｇＯ５〜８重量％、
Ａｌ２Ｏ３１３〜１５重量％、及びＳｉＯ２３１〜３５
重量％である、冶金や金属製練などで副生する高炉水砕
スラグの組成とは全く異なるものである。また、ＣＡＳ
ガラスは、アルミナセメントの組成とは全く異なるもの
である。即ち、通常のアルミナセメントのＳｉＯ２量は
５重量％未満であり〔笠井順一、コンクリート工学、第
２２巻、第８号、第６７頁（１９８４）〕、さらに、ガ
ラス化率は２５％を越えることはない〔１９６４年、ロ
ンドン市アカデミック　　プレス　　インコーポレーテ
ッド　　リミテッド発行、Ｈ．Ｆ．Ｗ．Ｔａｙｌｏｒ著
、ザ　　ケミストリー　　オブ　　セメント（Ｔｈｅ　
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｃｅｍｅｎｔ）、第２巻、
第１６頁〕。

【００１２】本発明に係るＣＡＳガラス製造用原料とし
ては、ＣａＯ質原料、Ａｌ２Ｏ３質原料、及びＳｉＯ２
質原料が挙げられる。ＣａＯ質原料としては、生石灰、
消石灰、及び石灰石等が、また、Ａｌ２Ｏ３質原料とし
ては、アルミナ、ボーキサイト、ダイアスポア、長石、
及び粘土等が、さらには、ＳｉＯ２質原料としては、ケ
イ砂、白土、及びケイ藻土等が使用可能である。また、
比較的安価な高炉スラグに、ＣａＯ質原料とＡｌ２Ｏ３
質原料を補うことも可能である。

【００１３】本発明に係るＣＡＳガラスは、以上のＣａ
Ｏ質原料、Ａｌ２Ｏ３質原料、及びＳｉＯ２質原料を所
定の割合で配合し、直接通電式溶融炉や高周波炉などを
用いて溶融し、得られた溶融体を圧縮空気や高圧水によ
り吹飛ばす方法、あるいは、水中に流し込む方法などに
より製造される。さらには、ロータリーキルンで溶融し
、急冷することによっても製造することが可能である。ＣＡＳガラスの粉末度は細かければ細かいほど反応性が
向上するので好ましく、特に、ブレーン比表面積で３，
０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましい。

【００１４】本発明に係る無機硫酸塩とは、アルカリ金
属又はアルカリ土類金属の硫酸塩であり、そのうち無水
、半水並びに二水の硫酸カルシウムが好ましく、中でも
ＩＩ型無水セッコウが特に好ましい。無機硫酸塩の粉末
度は、ブレーン比表面積で２，０００〜８，０００ｃｍ
２／ｇ程度が好ましい。無機硫酸塩の使用量は、ＣＡＳ
ガラス１００重量部に対して、５０〜３００重量部が好
ましく、１００〜２００重量部がより好ましい。５０重
量部未満では強度発現の面で好ましくなく、３００重量
部を越えると膨張性を示し、クラックが発生したり強度
が低下する傾向がある。

【００１５】本発明では、ＣＡＳガラスと無機硫酸塩か
らなる急硬成分をセメント混和材として、セメントと混
和して、ライニング材の初期強度を発現させるものであ
る。

【００１６】本発明のセメント混和材の使用量は、セメ
ント１００重量部に対して、１０〜５０重量部が好まし
い。１０重量部未満では初期強度の発現が十分でなく、
５０重量部を越えるとライニング材の寸法安定性等の長
期的な性状が損なわれる恐れがある。

【００１７】また、本発明においては、モルタルやコン
クリートに通常使用される他の混和材料を併用すること
も可能である。他の混和材料としては、例えば、凝結調
整剤、ガラス繊維、カーボン繊維及び鋼繊維等の繊維、
ポリマーエマルジョンやラテックス、着色剤、ＡＥ剤、
減水剤、ＡＥ減水剤、流動化剤、防錆剤、メチルセルロ
ースなどの保水剤、塩化カルシウムやケイ酸ソーダなど
の防水剤、発泡剤、起泡剤、水酸化カルシウムなどのカ
ルシウム塩、並びに防凍剤等が挙げられ、その中の一種
又は二種以上を、本発明の目的を実質的に阻害しない量
で併用することが可能である。

【００１８】ここで、凝結調整剤としては、クエン酸、
酒石酸、グルコン酸、コハク酸、及びマレイン酸等の有
機酸又はそれらの塩類、炭酸ナトリウムや炭酸カリウム
などの炭酸アルカリ、リン酸類又はその塩類、ホウ酸、
ホウ酸アルカリ、アルミン酸アルカリ、ケイフッ化物、
でん粉、糖類、並びに、アルコール類等やそれらの混和
物が挙げられ、中でも有機酸の使用が好ましい。凝結調
整剤の使用量は、例えば、２０〜２４０分程度の適度な
可使時間を得るために、ＣＡＳガラス１００重量部に対
して、１〜３０重量部程度が好ましい。

【００１９】本発明のセメント混和材やライニング材の
混合装置は、特に制限されるものではないが、例えば、
傾胴ミキサー、千代田技研工業社製のオムニミキサー、
Ｖ型ミキサー、ヘンシェルミキサー、及びナウターミキ
サー等の既存のいかなる撹拌装置も使用可能である。ま
た、各材料の混合方法は特に制限されるものではなく、
各々の材料を施工時に混合してもよく、予め一部もしく
は全部を混合しておくことも可能である。

【００２０】本発明で使用する鋼管は、通常、鋼管や鋳
鉄管などであり、特に種類は限定されるものではない。

【００２１】本発明におけるライニング方法は、特に制
限されるものではないが、鋼管を垂直に立てて、周囲に
型枠を設置し、前記ライニング材を流し込む方法が一般
的である。ライニング層は、１層のみならず２層以上の
多層であっても良く、その厚さは鋼管の口径にもよるが
、通常、０．５〜２０ｃｍ程度である。

【００２２】ライニング後の養生方法は、通常のモルタ
ル又はコンクリートの養生方法に準拠することが可能で
ある。また、シート養生や養生剤の使用などはさらに効
果的である。

【００２３】

【実施例】以下、本発明をさらに詳しく説明する。

【００２４】実施例１セメント１００重量部と、セメントとセメント混和材の
合計１００重量部に対して、３００重量部の細骨材と６
０重量部の水を使用して、表１に示す配合のモルタルを
調製し、圧縮強度と可使時間を測定した。使用材料と試
験方法は次の通りである。結果を表１に併記する。なお
、表１の単位は重量部である。

【００２５】

【表１】

【００２６】＜使用材料＞セメント　　：電気化学工業社製、普通ポルトランドセ
メントＣＡＳガラスＡ：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２の重量
比は５０／４０／１０、ガラス化率１００％、ブレーン
比表面積４，０００ｃｍ２／ｇ〃　　Ｂ：ＣａＯ／Ａｌ
２Ｏ３／ＳｉＯ２＝４０／４０／２０、ガラス化率１０
０％、ブレーン比表面積４，５００ｃｍ２／ｇ〃　　Ｃ
：ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２＝３０／４５／２５、
ガラス化率１００％、ブレーン比表面積４，９００ｃｍ
２／ｇ無機硫酸塩：ＩＩ型無水セッコウ、ブレーン比表
面積５，９００ｃｍ２／ｇ細　　骨　　材：新潟県姫川産天然砂２．５ｍｍ下凝結
調整剤：電気化学工業社製商品名「デンカＥＳセッター
」主成分オキシカルボン酸

【００２７】（試験方法）圧縮強度　　：ＪＩＳ　Ｒ　５２０１に準じて測定した
。ただし、養生条件は、２０℃６５％ＲＨと５℃６５％
ＲＨである。可使時間　　：硬化し、流動性がなくなった時間。ミキ
サーで全材料を混合後、５００ｃｃのビーカーに入れて
静置し、横にしても流れなくなる時間とした。

【００２８】実施例２内径２５０ｍｍ、長さ６００ｍｍの発砲スチロール製の
型枠を垂直に立て、その中に、内径２００ｍｍ、長さ６
００ｍｍ、厚さ５ｍｍの鋳鉄管を立て、型枠と鋳鉄管の
間に、実施例１実験Ｎｏ．１−　９のモルタルを流し込
んだ。２０℃、６５％ＲＨで１日養生し、その後、脱型
したところ、外巻きの状態は良好であった。さらに、同
条件で１週間養生し、この鋳鉄ライニング管を、長さ３
００ｍｍに切断し、水中浸漬と屋外暴露の各養生条件で
１年間放置した。１年後にその表面を観察したところ、
外巻き層の剥離やクラックの発生は認められなかった。

【００２９】

【発明の効果】本発明により、鋼管に保護モルタルを効
率的にライニングすることが可能である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　セメント、アルミノケイ酸カルシウム
ガラス、無機硫酸塩、及び細骨材を含有してなるライニ
ング材からなるライニング層を鋼管の外周に有する鋼管
ライニング管。
【請求項２】　　セメント、アルミノケイ酸カルシウム
ガラス、無機硫酸塩、及び細骨材を含有してなるライニ
ング材を鋼管の外周にライニングすることを特徴とする
鋼管ライニング管の製造方法。