説明

モルタルライニング管の製造方法

【課題】モルタルライニング層にヘアークラックが生じないようにする。
【解決手段】管体1内に骨材を混ぜた未硬化のモルタルmを供給し、その管体1を回転手段Aにより管軸周りに回転させて、その回転に伴う遠心力により前記モルタルmを締め固めるモルタルライニング管の製造方法において、前記骨材に多孔質砂又は中空シリカ粒を含有させる。モルタルmは、管体1の回転に伴う遠心力により前記管体1の管軸に近い側のセメントペースト層2aと管軸から遠い側のセメントモルタル層2bとに分離した状態に締め固められ、また、前記多孔質砂又は中空シリカ粒はそのモルタルmに含まれる他の骨材よりもカサ密度が低くなっている。このため、多孔質砂又は中空シリカ粒はセメントモルタル層2bよりもセメントペースト層2aに多く介在し、補強材として機能するとともに、その空隙内に水分を保持してモルタルmの乾燥収縮を抑制し、ヘアークラックの発生を防止することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、上下水道などに用いられているダクタイル鋳鉄管、鋼管などに内面防食用としてセメントモルタル(以下、単に「モルタル」という)をライニングしたモルタルライニング管の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、上下水道管等として用いられているダクタイル鋳鉄管、鋼管等からなる管体は、その内面に防食性を向上させる目的でモルタルライニングを施している。
【0003】
モルタルライニングは、例えば、図2(a)に示すように、回転手段Aを構成する駆動装置5の動力によって回転する駆動ローラ3と、その駆動ローラ3に併設した回転ローラ3’上に前記管体1を載せて、その駆動ローラ3の回転を管体1に伝達することにより、管体1を管軸周りに回転させる。
【0004】
回転している管体1内にモルタル注入用のランス4を挿入し、そのランス4と管体1とを管軸方向へ相対移動させながら、管体1の内面全体にモルタルmを供給していく。
ランス4から供給されるモルタルmは、一般的には、セメント、細骨材、水などを混合してスラリー状としたものが用いられる。
【0005】
管体1内にモルタルmが供給された後、管体1は、図2(b)に示す回転手段B上に移送される。回転手段Bによって管体1が回転することにより、モルタルmが、遠心力の作用によって管体1の内面に沿って均一に締め固められてモルタルライニング層2を形成していく。
【0006】
モルタルライニング層2は、水和反応により硬化乾燥していく過程において、水分の蒸発も含めて収縮を伴う。また、比重の違いによって生じる遠心力の効果の差により、図1に示すように、細骨材をあまり含まない内側(管体1の管軸に近い側)のセメントペースト層2aと、細骨材を相対的に多く含む外側(管体1の内面に近い側)のセメントモルタル層2bとに分離した状態となっている。
【0007】
モルタルライニング層2の形成が終わった管体1は、所定の乾燥、養生が施される。養生は、自然養生、蒸気養生などの手法が挙げられる。
その養生後、モルタルライニング層2の内周面にシールコートが施されるのが通例である。特に、水道用に用いられる管体1の場合は、水道水のpH上昇の観点からシールコートを用いることが好ましい場合もある(例えば、特許文献1参照)。
【0008】
【特許文献1】特開2005−315413号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
上記モルタルライニング層2を形成した管体1を保管しておくと、モルタルライニング層2の内周面に、ヘアークラックと呼ばれる亀甲状の細かなクラックが生じることがある。これは、モルタルライニング層2内に含まれる水分が乾燥することにより、そのモルタルライニング層2がいわゆる乾燥収縮を起こすために生じるのではないかと考えられる。
【0010】
モルタルライニング層2の内周面に生じるヘアークラックは、そのモルタルライニング管のモルタル強度、性能等において問題は生じない。しかし、ヘアークラックが生じていると、製品の見映えを悪くするので好ましくない場合もある。
また、モルタルライニング層2のさらに内側にシールコートを塗布すると、ヘアークラックの発生をある程度抑制することができるが、完全に抑制することはできない。
【0011】
そこで、この発明は、モルタルライニング管のモルタルライニング層にヘアークラックが生じないようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記の課題を解決するために、この発明は、管体内に骨材を混ぜた未硬化のモルタルを供給し、その管体を回転手段により管軸周りに回転させて、その回転に伴う遠心力により前記モルタルを締め固めるモルタルライニング管の製造方法において、前記骨材に多孔質砂を含有させる構成を採用した。あるいは、前記骨材に中空シリカ粒を含有させる構成を採用した。
このようにすれば、モルタルが締め固められて形成されるモルタルライニング層に、多孔質砂や中空シリカ粒といった強固で崩れにくい骨材が混入し、その骨材が補強材となってモルタルライニング層を強化する。このため、モルタルが乾燥収縮しようとする際に、クラックが生じにくくなる。
また、その多孔質砂又は中空シリカ粒が有する空隙内に水分が保持されて、モルタルの乾燥収縮を抑制することができる。乾燥収縮が抑制されれば、ヘアークラックの発生を防止することができる。
【0013】
また、前記モルタルは、前記遠心力により前記管体の管軸に近い側のセメントペースト層と管軸から遠い側のセメントモルタル層とに分離した状態に締め固められる構成において、前記多孔質砂又は中空シリカ粒を、前記セメントモルタル層よりも前記セメントペースト層に多く介在させる構成とすれば、より内径側に位置するセメントペースト層内において前記多孔質砂又は中空シリカ粒による前記補強材としての効果、及び水分の保持がなされやすい。このため、ヘアークラックの発生を効果的に抑制することができる。
【0014】
前記多孔質砂又は中空シリカ粒は、前記モルタルに含まれる他の骨材よりも相対的にカサ密度の低いものとすることが望ましい。多孔質砂又は中空シリカ粒のカサ密度が、他の骨材のカサ密度よりも相対的に低ければ、遠心力が作用した際に、多孔質砂又は中空シリカ粒が、より内径側に位置するセメントペースト層に集まりやすくなるからである。
【0015】
さらに、前記多孔質砂は、気孔率ができるだけ大きいものとすることが望ましい。気孔率が大きければ、より多くの水分を保持できるからである。
【0016】
なお、モルタルライニング管の製造において、管内に供給されるモルタルに混ぜられる骨材として、珪砂が用いられることが多い。
上記各構成において、通常、骨材としてモルタルに混ぜられる珪砂のうち、例えば、その珪砂の量を減らして、その減らした珪砂と同じ重量の多孔質砂又は中空シリカ粒をモルタルに混ぜる配合とすることができる。このようにすれば、モルタルに含まれる骨材の質量%は同じであるので、多孔質砂又は中空シリカ粒を用いない場合と同じ配合比に設定できる。
【0017】
また、前記多孔質砂をセラミック孔質材とすれば、セラミックスは強固であるため、モルタルが硬化する際に崩れにくい。このため、モルタルライニング層の乾燥収縮をさらに効果的に抑制し得る。なお、前記多孔質砂と中空シリカ粒の両方を、前記骨材として含有させることはさしつかえない。また、モルタルに含まれる骨材を、全て前記多孔質砂や中空シリカ粒で構成してもよい。
【発明の効果】
【0018】
この発明は、モルタルライニング層を形成するためのモルタルに、骨材として多孔質砂又は中空シリカ粒を含有させたので、モルタルライニング層の内周面にヘアークラックが生じないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施例のモルタルライニング管の製造方法は、従来例と同様、図2(a)(b)に示す順序で、ダクタイル鋳鉄管の管体1内にモルタルライニング施工を行うものである。
【0020】
まず、施工方法について説明する。図2(a)は、管体1内にモルタルmを供給する工程を示す。この工程では、駆動力によって回転する駆動ローラ3と、その駆動ローラ3に駆動力を供給する駆動装置5、及び前記駆動ローラ3に併設された回転ローラ3’とで回転手段Aを構成している。
【0021】
図3は、装置の詳細図で、一定の距離を隔てて並列する前記対のローラ3,3’間に管体1が載置できるようになっている。対のローラ3,3’は、管体1の軸方向両端にそれぞれ配置されている。管体1を対のローラ3,3’上に載せて、その駆動ローラ3から伝わる矢印a方向の回転力により、管体1を管軸周りに矢印b方向に回転させることができる。
【0022】
管体1を回転させながら、モルタル注入台車6を矢印c方向に移動させることにより、管体1内にモルタル注入用のランス4を挿入する。ランス4と管体1とを管軸方向へ相対移動させながら、管体1の内面全体にモルタルmを供給していく。モルタルmは、セメント、細骨材、水などを混合してスラリー状としている。
【0023】
管体1の内面全体にモルタルmが行き渡ったら、管体1を、図2(b)に示す別の回転手段B上に移動させる。回転手段Bの装置の構成は、駆動力によって回転する駆動ローラ7と、その駆動ローラ7に駆動力を供給する駆動装置9、及び前記駆動ローラ7に併設された回転ローラ7’とを備えている。
【0024】
回転手段Bは、前記回転手段Aと同様、一定の距離を隔てて並列する対のローラ7,7’間に管体1が載置できるようになっている。対のローラ7,7’は、管体1の軸方向両端にそれぞれ配置されている。また、押えローラ8は、管体1の上部においてその外周面に当接する。
【0025】
管体1を対のローラ7,7’上に載せて、駆動ローラ7の回転により管体1を管軸周りに比較的高速で回転させる。図2(b)に示すように、回転手段B上で管体1をその管軸周りに比較的高速で回転させ、その遠心力により、モルタルmをセメントペースト層2aとセメントモルタル層2bとに分離していく。
【0026】
セメントペースト層2aは、図1に示すように、細骨材をあまり含まない層で、モルタルライニング層2のうち内径側(管体1の管軸に近い側)に位置する。また、セメントモルタル層2bは、細骨材を相対的に多く含む層で、モルタルライニング層2のうち外径側(管体1の内面に近い側)に位置する。セメントペースト層2aは、セメントモルタル層2bと比較して薄い層となっている。
【0027】
モルタルライニング層2の形成が終わった管体1は、その管体1内に残る表面水を排出するとともに、所定の乾燥工程、養生工程へ移送される。
養生は、自然養生、蒸気養生などの手法により、モルタルライニング層2が所定の強度を発揮するまで一定時間行われる。
また、その養生後、モルタルライニング層2の内面にシールコートが施される。
【0028】
つぎに、実験例を下記に示す。
表中「実験No.1」で示す実験例1では、セメントとしてフライアッシュセメント、細骨材として珪砂とセラミック孔質材(多孔質砂)を用いている。セラミック孔質材は、「ポーラストン(商品名)」を用いている。表中「実験No.2」で示す実験例2では、細骨材として珪砂のみを用いている。
モルタルの配合と、その配合によるモルタルの強度試験結果については、以下の表1の通りである。
【0029】
【表1】

【0030】
多孔質砂と珪砂の評価結果を表2に示す。実験No.1で示すものが、今回用いた多孔質砂、実験No.2で示すものが、珪砂である。珪砂とは、珪酸分(SiO)に富んだ石英砂の総称である。
【0031】
【表2】

【0032】
これらの施工条件のもと、「実験No.1」に示す実験例1において、モルタルライング層2の内面にヘアークラックが発生しない良好な結果を確認できた。また、モルタルライニング層2の内周面の良好な平滑性も確認できた。
【0033】
このように、ヘアークラックが発生しなかった要因として、まず、骨材に多孔質砂を含有させたことが挙げられる。多孔質砂が有する空隙内に水分が保持されて、ヘアークラックの原因の一つと考えられるモルタルの乾燥収縮を抑制したものと考えられる。乾燥収縮が抑制されれば、ヘアークラックの発生を防止することができる。
【0034】
また、多孔質砂のカサ密度が、他の骨材(珪砂)のカサ密度よりも低いことから、管体1に遠心力が作用した際に、そのカサ密度の差異により、珪砂は外径寄りのセメントモルタル層2bに多く介在するようになり、多孔質砂は内径寄りのセメントペースト層2aに多く介在するようになる。多孔質砂が、より内径寄りに位置するセメントペースト層2aに多く介在するようになれば、ヘアークラックの抑制により効果的である。
【0035】
なお、前記多孔質砂を、前記セメントモルタル層2bよりも前記セメントペースト層2aに多く介在させるための手段としては、前述のように、多孔質砂と他の骨材とのカサ密度の差異を利用する手段のほか、例えば、骨材として多孔質砂を含まないセメントモルタル層2bを形成した後、そのさらに内径側に、骨材として多孔質砂を含むセメントペースト層2aを別に施工する手段等も考えられる。
【0036】
また、この実施形態では多孔質砂としてセラミック孔質材を用いている。セラミック孔質材の素材はセラミックスであり、これは、例えば、発泡コンクリート等の一般的な多孔質砂よりも強固である。
このため、セラミック孔質材を用いれば、モルタルが硬化する際に骨材が崩れにくく、モルタルライニング層2の乾燥収縮をさらに効果的に抑制し得るものである。なお、多孔質砂に代えて、又はそれに加えて中空シリカ粒を採用しても、同様の効果を発揮し得る。中空シリカ粒とは、内部に中空の部分を有するシリカ(SiO)成分に富んだ粒である。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】モルタルライニング層の断面図
【図2】(a)モルタルを管体内に供給する工程、(b)はモルタルライニング層を締め固める工程を示す各断面図
【図3】回転手段の概要を示し、モルタルを管体内に供給している状態を示す斜視図
【符号の説明】
【0038】
1 管体
2 モルタルライニング層
2a セメントペースト層
2b セメントモルタル層
3,7 駆動ローラ
4 ランス
5,9 駆動装置
6 モルタル注入台車
8 押えローラ
A,B 回転手段
m モルタル

【特許請求の範囲】
【請求項1】
管体1内に骨材を混ぜた未硬化のモルタルmを供給し、その管体1を回転手段Aにより管軸周りに回転させて、その回転に伴う遠心力により前記モルタルmを締め固めるモルタルライニング管の製造方法において、
前記骨材に多孔質砂を含有させることを特徴とするモルタルライニング管の製造方法。
【請求項2】
管体1内に骨材を混ぜた未硬化のモルタルmを供給し、その管体1を回転手段Aにより管軸周りに回転させて、その回転に伴う遠心力により前記モルタルmを締め固めるモルタルライニング管の製造方法において、
前記骨材に中空シリカ粒を含有させることを特徴とするモルタルライニング管の製造方法。
【請求項3】
前記モルタルmは、前記遠心力により前記管体1の管軸に近い側のセメントペースト層2aと管軸から遠い側のセメントモルタル層2bとに分離した状態に締め固められ、前記多孔質砂又は中空シリカ粒を、前記セメントモルタル層2bよりも前記セメントペースト層2aに多く介在させることを特徴とする請求項1又は2に記載のモルタルライニング管の製造方法。
【請求項4】
前記多孔質砂又は中空シリカ粒は、前記モルタルmに含まれる他の骨材よりも相対的にカサ密度の低いものであることを特徴とする請求項3に記載のモルタルライニング管の製造方法。
【請求項5】
前記他の骨材は珪砂であることを特徴とする請求項4に記載のモルタルライニング管の製造方法。
【請求項6】
前記多孔質砂は、セラミック孔質材であることを特徴とする請求項1、3乃至5のいずれかに記載のモルタルライニング管の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2009−132002(P2009−132002A)
【公開日】平成21年6月18日(2009.6.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−309056(P2007−309056)
【出願日】平成19年11月29日(2007.11.29)
【出願人】(000142595)株式会社栗本鐵工所 (566)
【Fターム(参考)】