ライニング構造体及びその施工方法、並びにライニング建築物の構築方法
【課題】ライニング構造体における白華現象を抑えることが可能なライニング構造体およびその施工方法を提供する。
【解決手段】鉄皮１と、鉄皮１に固定されるスタッド２と、鉄皮１に積層されるライニング層３Ａとを備えるとともに、前記ライニング層３Ａにはカリウムイオン捕獲物質が含まれるライニング構造体であり、前記ライニング層３Ａは、前記鉄皮１に積層され、密度０．２〜１．７ｇ／ｃｍ３の断熱層１０と、当該断熱層１０に積層され、密度２．０〜６．０ｇ／ｃｍ３の耐火層１１とを備えるとともに、前記耐火層１１に前記カリウムイオン捕獲物質が含まれる。
【解決手段】鉄皮１と、鉄皮１に固定されるスタッド２と、鉄皮１に積層されるライニング層３Ａとを備えるとともに、前記ライニング層３Ａにはカリウムイオン捕獲物質が含まれるライニング構造体であり、前記ライニング層３Ａは、前記鉄皮１に積層され、密度０．２〜１．７ｇ／ｃｍ３の断熱層１０と、当該断熱層１０に積層され、密度２．０〜６．０ｇ／ｃｍ３の耐火層１１とを備えるとともに、前記耐火層１１に前記カリウムイオン捕獲物質が含まれる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱炉、均熱炉、焼却炉等の工業炉、高温流体が流通する配管、ダクト等の煙道、あるいは炉や配管を収容する建築物の壁面等に使用されるライニング構造体及びその施工方法に関する。また、本発明は、ライニング建築物の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
加熱炉、均熱炉、焼却炉等の工業炉、炉に連結する配管のように高温ガスが流通する配管、ダクト等の煙道、あるいは炉や配管を収容する建築物の壁面等では、外表面を鉄皮で構成し、その内側を耐熱性材料でライニングするのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、図１は、配管のライニングに使用される円筒状のライニング構造体を示す断面図であるが、内周面に所定間隔でスタッド２と呼ばれる補強材が突設された円筒状の鉄皮１の内面に、スタッド２が隠れるようにライニング層３が形成されている。このようなライニング構造体を製造するには、先ず、スタッド２が突設された円筒状の鉄皮１を垂直に立て、ライニング層３の厚さに相当する外径を有する円筒状の型枠を鉄皮１の内側に同心状に設置する。次いで、鉄皮１と型枠との間に、耐火骨材やセメントを水に混練した混練物を流し込み、硬化させた後、型枠を取り外すことでライニング層３を形成する。
【０００４】
そして、炉設備の施工では、このライニング構造体同士を連結して所定形状の配管を形作り、炉の排気口に接続した後、炉を稼動させて高温のガスを配管全体に流通させてライニング層３を乾燥している。こうした乾燥によりライニング層３に含まれる水分が完全に除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１９０６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、最近では炉設備の大型化に伴い配管も長くなっており、それに伴ってライニング層を乾燥するまでの期間が長くなる傾向にある。また、海外での施工増加に伴い、例えば国内で製造したライニング構造体を海外に輸送し、現地で組立てる機会も増えている。このようなライニング構造体の保管期間の長期化は、場合によっては３０日以上も経過することがあり、ライニング層３の表面に、一般に「白華現象」と称されている、地肌とは色の異なる斑点が生成したり、斑点部分が剥離している状態が多く見られるようになってきている。
【０００７】
今後とも設備の大型化や海外での施工が増加し、それに伴う白華現象の抑制は今後益々重要な課題になることが予測されるため、本発明ではライニング層における白華現象を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、白華現象について検討したところ、混練物が内包する水分が蒸発する際に、水分が表面に移行するのに伴って、骨材やセメントから溶出したカリウムイオンが移行して空気と接触して、炭酸カリウムとなって析出すること、あるいはセメント成分が炭酸カルシウムとなって析出すること、または、水酸化アルミニウムの析出を促進することが原因であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、上記目的を達成するために下記のライニング構造体及びその施工方法、並びにライニング建築物の構築方法を提供する。
（１）鉄皮と、
鉄皮に固定されるスタッドと、
鉄皮に積層されるライニング層とを備えるとともに、
ライニング層にはカリウムイオン捕獲物質が含まれることを特徴とするライニング構造体。
（２）ライニング層が、鉄皮に積層され、密度０．２〜１．７ｇ／ｃｍ３の断熱層と、断熱層に積層され、密度２．０〜６．０ｇ／ｃｍ３の耐火層とを備えるとともに、
耐火層にはカリウムイオン捕獲物質が含まれることを特徴とする上記（１）記載のライニング構造体。
（３）鉄皮と、
鉄皮に固定されるスタッドと、
鉄皮に積層されるライニング層とを備えるとともに、
ライニング層の表面にカリウムイオン捕獲物質が他の部分よりも多く存在していることを特徴とするライニング構造体。
（４）ライニング層が、鉄皮に積層され、密度０．２〜１．７ｇ／ｃｍ３の断熱層と、断熱層に積層され、密度２．０〜６．０ｇ／ｃｍ３の耐火層とを備えるとともに、
耐火層の表面にカリウムイオン捕獲物質が他の部分よりも多く存在していることを特徴とする上記（３）記載のライニング構造体。
（５）カリウムイオンを捕獲する物質は、クラウンエーテルであることを特徴とする上記（１）〜（４）の何れか１項に記載のライニング構造体。
（６）鉄皮の内面にライニング層を積層してなるライニング構造体の施工方法であって、
鉄皮にスタッドを固定する鉄皮準備工程と、
スタッドを固定した鉄皮の表面に、骨材、カリウムイオン捕獲物質及びセメントを含むライニング層を形成するライニング層形成工程と、
を含むことを特徴とするライニング構造体の施工方法。
（７）ライニング層形成工程が、
スタッドを固定した鉄皮の内側に型枠を設置する工程と、
鉄皮と型枠との間に、骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む混練物を流し込んで硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする上記（６）記載のライニング構造体の施工方法。
（８）ライニング層形成工程が、
スタッドを固定した鉄皮の内側に第１の型枠を設置する工程と、
鉄皮と第１の型枠との間に、軽量骨材、セメント及び水を含む断熱層用混練物を流し込んで硬化させ、断熱層を形成する工程と、
断熱層の内側に、第２の型枠を設置する工程と、
断熱層と第２の型枠との間に、耐火骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む耐火層用混練物を流し込んで硬化させ、耐火層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする上記（６）記載のライニング構造体の施工方法。
（９）ライニング層形成工程が、
スタッドを固定した平板状の鉄皮を囲むように型枠を設置する工程と、
型枠内に、骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む混練物を流し込んで硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする上記（６）記載のライニング構造体の施工方法。
（１０）ライニング層形成工程が、
スタッドを固定した鉄皮に、骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む混練物を吹き付けて硬化させる工程であることを特徴とする上記（６）記載のライニング構造体の施工方法。
（１１）鉄皮の内面にライニング層を積層してなるライニング構造体の施工方法であって、
鉄皮にスタッドを固定する鉄皮準備工程と、
スタッドを固定した鉄皮の表面に、骨材及びセメントを含むライニング層を形成するライニング層形成工程と、
ライニング層の表面にカリウムイオン捕獲物質を他の部分よりも多く存在させる表面処理工程と、
を含むことを特徴とするライニング構造体の施工方法。
（１２）ライニング層形成工程において骨材及びセメントを含む混練物を硬化させ、かつ、
表面処理工程において硬化物にカリウムイオン捕獲物質を含む溶液を塗布または吹き付けることを特徴とする上記（１１）記載のライニング構造体の施工方法。
（１３）上記（１）〜（５）の何れか１項に記載のライニング構造体を組み立ててライニング建築物を構築する構築方法において、
ライニング構造体を３０日以上所定の場所に保管する工程を含むことを特徴とするライニング建築物の構築方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、カリウムイオン捕獲物質を、ライニング層を形成する混練物に内添、もしくは混練物が硬化した後に塗布することにより、ライニング層の表面で混練物中のカリウムイオンが空気と接触することがなくなり、白華現象の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】１層構造のライニング層を有するライニング構造体の例を示す断面図である。
【図２】図１に示すライニング構造体の施工方法を説明するための図である。
【図３】２層構造のライニング層を有するライニング構造体の例を示す断面図である。
【図４】図３に示すライニング構造体の施工方法を説明するための図である。
【図５】平板状のライニング構造体の施工方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、円筒状で、１層構造のライニング層を有するライニング構造体の例を示す断面図である。図示されるように、スタッド２が固定された鉄皮１の、スタット２が突出している側（以下「内側」）に、ライニング層３が形成されている。尚、鉄皮１は、安価なことから鉄製が好ましいが、鉄を含む合金や他の金属であってもよい。
【００１４】
このようなライニング構造体を施工するには、図２（図１のＡ部分の拡大図）に示すように、スタッド２が固定された円筒状の鉄皮１を、平面状の土台に垂直（図の例では紙面手前側）に配置し、スタッド２の突出長Ｈよりも内側に、型枠１０を同心状に設置する。そして、鉄皮１と型枠１０との間に、ライニング層３の形成材料を含む混練物３ａを流し込み、硬化させる。すなわち、鉄皮にスタッドを固定する鉄皮準備工程と、スタッドを固定した鉄皮の表面に、骨材、カリウムイオン捕獲物質及びセメントを含むライニング層を形成するライニング層形成工程とを含んでいればよい。
【００１５】
混練物３ａは、骨材やセメントを主成分とし、更にカリウムイオン捕獲物質を添加して水と混練したものである。
【００１６】
骨材は、バーミキュライト、パーライト、中空シリカなどの多孔質軽量骨材、シャモット、セルベン、珪石、シンターアルミナ、耐火レンガ粉砕物といった軽量骨材や、炭化珪素、アルミナ質骨材、ムライト質骨材、アンダリューサイトやバン土頁岩などのシリカ・アルミナ質骨材、シリカ質骨材といった耐火骨材が挙げられる。
【００１７】
骨材の粒径は、期待される効果が得られるのであれば特に制限はないが、例えば、０．１〜６．５ｍｍ、好ましくは０．５〜４ｍｍの粗粒とすることができ、０．１５〜１．１８ｍｍの中粒、１５０μｍ未満の微粒とすることもでき、こうした粗粒、中粒、微粒を組み合わせてもよい。
【００１８】
尚、混練物３ａにおける骨材、セメント及び水の配合比率は、制限されるものはないが、骨材７０〜９０質量部、セメント１０〜３０質量部、水５〜２００質量部が適当である。
【００１９】
また、骨材とは別に、必要に応じて粒径０．０１〜２０μｍ、好ましくは０．０７〜１０μｍのアルミナ超微粉末、シリカ超微粉末、珪石粉、珪藻土、粘土といった無機超微粉末を添加してもよい。無機超微粉末により、ライニング層を更に緻密にすることができる。無機超微粉末の配合量は、骨材およびセメントの合計１００質量部に対してそれぞれ０．０１〜０．１０質量部であればよい。
【００２０】
セメントは、結合材として機能するものであれば特に制限されないが、例えば、ポルドラントセメント、白色セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、アルミナセメント等の水硬性セメント等を挙げることができる。本発明においては、耐熱性の高いアルミナセメントを好適に使用できる。ここで、アルミナセメントとは、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセメントで、例えば、Ａｌ２Ｏ３比率が４０質量％以上、好ましくは５０質量％以上であればよい。
【００２１】
混練物３ａにおいて、骨材やセメントからカリウムイオンが水中に溶出し、酸素と結合して白華現象の原因となる水酸化カリウムになるため、本発明では、カリウムイオン捕獲物質を混練物に添加する。カリウムイオン捕獲物質は、セメントの硬化状態に影響を与えることなく、カリウムイオンを捕獲できれば制限はなく、カリウムイオンを包摂したり、カリウムイオンと配位結合する物質を使用すればよい。さらに、こういったカリウムイオン捕獲物質は、カリウムイオンのみを選択的に捕獲する物質が好ましく、カルシウムイオンを包摂したり、カルシウムイオンと配位結合しないことがさらに好ましい。このような選択的にカリウムイオンを捕獲する物質としては、クラウンエーテルやエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）が好適である。尚、クラウンエーテルの中では、環の径がカリウムイオンのイオン径に近いものが好ましく、１８−クラウン−６−エーテルが特に好ましいといえる。また、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）についても多くの種類があるが、上述したようにカリウムイオンのみを選択的に捕獲するエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）が特に好ましいといえる。
【００２２】
カリウムイオン捕獲物質の添加量は、骨材やセメントからのカリウムイオンの溶け出し量によるが、実用上は骨材とセメントの合計量１００質量部に対しカリウムイオン捕獲物質の質量換算値（固形分換算値）で０．００１〜５質量部が適当である。５質量部を超えて過剰に添加しても白華現象を抑える効果に変わりはなく、０．００１質量部よりも少ないと白華現象を抑えることができなくなる。カリウムイオン捕獲物質の添加量は、好ましくは骨材とセメントの合計量１００質量部に対しカリウムイオン捕獲物質の質量換算値（固形分換算値）で０．０５〜３質量部、より好ましくは骨材とセメントの合計量１００質量部に対しカリウムイオン捕獲物質の質量換算値（固形分換算値）で０．１〜１質量部である。
【００２３】
尚、混練物３ａは粘土を含有する場合も多く、その場合は粘土からのカリウムの溶出も加わるため、骨材、セメント及び粘土の合計１００質量部に対し、骨材及びセメントに対する上記添加量と同様にする。
【００２４】
さらに、後述するように、混練物３ａに含まれるカリウムの量を制限してもよい。
【００２５】
更に、混練物３ａには、必要に応じて、例えば、ナフタレンスルホン酸系、燐酸塩系、カルボン酸系、アクリル酸系、リグニンスルホン酸系、ポリアルコール系等の有機物及び塩類等といった分散剤や、例えば、ポリカルボン酸塩等といった硬化遅延剤、金属アルミニウム、オキシカルボン酸塩、有機繊維等といった乾燥爆裂防止剤等を添加してもよい。こうした分散剤や硬化遅延剤、乾燥爆裂防止剤の配合量は、骨材およびセメントの合計１００質量部に対してそれぞれ０．０１〜０．１０質量部であればよい。
【００２６】
スタッドを固定した鉄皮の表面に、上記の混練物を含むライニング層を形成するライニング層形成工程としては、特に制限はなく、流し込み施工や吹き付け施工といった公知の手段を採用すればよい。具体的には、スタッドを固定した鉄皮の内側に型枠を設置する工程と、鉄皮と型枠との間に、骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む混練物を流し込んで硬化させる工程とを含んでいればよく、また、スタッドを固定した鉄皮の内側に第１の型枠を設置する工程と、鉄皮と第１の型枠との間に、軽量骨材、セメント及び水を含む断熱層用混練物を流し込んで硬化させ、断熱層を形成する工程と、断熱層の内側に、第２の型枠を設置する工程と、断熱層と第２の型枠との間に、耐火骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む耐火層用混練物を流し込んで硬化させ、耐火層を形成する工程とを含んでいてもよく、さらにまた、スタッドを固定した平板状の鉄皮を囲むように型枠を設置する工程と、型枠内に、骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む混練物を流し込んで硬化させる工程とを含んでいてもよく、スタッドを固定した鉄皮に、骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む混練物を吹き付けて硬化させる工程とを含んでいてもよい。
【００２７】
上記の混練物を流し込む方法には制限はないが、バイブレーター等の振動を与えることなく重力によるセルフフローで型枠内に流し込む方法、ポンプ圧送により流し込む方法等が挙げられる。セルフフローの施工方法によれば、バイブレーター等の設備が不要でありコストが削減できる。また、ポンプ施工を併用することにより、施工効率は向上し、施工時間の短縮と作業者の削減が可能となる。
【００２８】
そして、混練物３ａを硬化させ、型枠１０を取り外すことにより、図１に示すライニング構造が得られる。本発明によれば、骨材やセメント、更には粘土等から溶出するカリウムイオンがカリウムイオン捕獲物質で捕獲され、ライニング層３の表面に移行したとしても空気と接することがなくなり、白華現象を起こすことがない。
【００２９】
上記では、混練物３ａにカリウムイオン捕獲物質を添加（内添）した場合を説明したが、カリウムイオン捕獲物質を含まない混練物を鉄皮１と型枠１０の間に流し込み、硬化後に型枠１０を取り外し、硬化物にカリウムイオン捕獲物質を塗工しても同様の効果が得られる。すなわち、鉄皮にスタッドを固定する鉄皮準備工程と、スタッドを固定した鉄皮の表面に、骨材及びセメントを含むライニング層を形成するライニング層形成工程と、ライニング層の表面にカリウムイオン捕獲物質を他の部分よりも多く存在させる表面処理工程とを含んでいてもよい。表面処理工程として、カリウムイオン捕獲物質を塗工する場合には、カリウムイオン捕獲物質を含有する溶液を噴霧するのが簡便である。
【００３０】
炉設備の施工では、このライニング構造体同士を連結して所定形状の配管を形作り、炉の排気口に接続した後、炉を稼動させて高温のガスを配管全体に流通させてライニング層３を乾燥している。こうした乾燥によりライニング層３に含まれる水分が完全に除去される。そのため、混練物３ａが硬化しても、硬化物中には水分が残っており、残った水分により白華現象が発生する。そこで、混練物３ａが硬化した後、硬化物にカリウムイオン捕獲物質を含有する溶液を噴霧するなどして硬化物の内部に前記溶液を浸透させることにより、硬化物の表層にカリウムイオン捕獲物質が存在するようになり、白華現象を抑えることができる。しかも、カリウムイオン捕獲物質の使用量は、混練物３ａに内添する場合よりも少なくて済む。
【００３１】
また、上記では、１層構造のライニング構造体の施工方法について説明したが、２層構造のライニング構造体を施工するには以下のように行う。なお、２層以上の多層構造であっても構わない。但し、この場合、最も外側（鉄皮から最も離れた層）に位置するライニング層にカリウムイオン捕獲物質が含まれればよい。
【００３２】
図３は、図１に従って示す図であるが、断熱層１０と耐火層１１との２層構造のライニング層３Ａを有する。近年では、耐熱性の更なる向上の要求が強く、また、軽量化も要求されるようになってきており、図示されるような２層構造のライニング層３Ａを施したライニング構造体も普及している。断熱層１０は、シリカ中空粒子等の軽量骨材を含むため軽量であり、また骨材内部の空気層による断熱作用を有する。一方、耐火層１１は、侵食性のある高温流体に直接接するため、耐食性に優れた炭化珪素や、耐熱性に優れたアルミナ、シリカ等の耐火骨材を含む。尚、断熱層１０の密度は、耐火層１１の密度より小さければ特に制限はないが、例えば０．２〜１．７ｇ／ｃｍ３であればよい。また、耐火層１１の密度は、断熱層の密度より大きければ特に制限はないが、例えば２．０〜６．０ｇ／ｃｍ３であればよい。断熱層１０の密度が小さくなるほど、空気層が増えるのでその分断熱性が向上する。
【００３３】
施工は、先ず図４（図３のＢ部分の拡大図）の（ａ）に示すように、スタッド２を突設した鉄皮１の内側に、例えばスタッド２の中程の厚さに相当する外径を有する円筒状の第１の型枠４０を設置し、鉄皮１と第１の型枠４０との間に、軽量骨材やセメントを水に混練した混練物１０ａを流し込み、硬化させた後、第１の型枠４０を取り外すことにより、（ｂ）に示すように断熱層１０が形成される。
【００３４】
断熱層１０を形成する混練物１０ａに制限はないが、例えば、軽量骨材７０〜８０質量部、セメント２０〜３０質量部、水５〜２００質量部を混練した混練物を使用できる。また、軽量骨材の他に、必要に応じて耐火骨材を含んでいてもよい。その場合、配合量は、軽量骨材６０〜７０質量部、耐火骨材１〜１０質量部、セメント２０〜３０質量部、水５〜２００質量部とすることができる、また、水の添加量を好ましくは１０〜２００質量部、より好ましくは１５〜２００質量部、特に好ましくは３０〜２００質量部とすることもできる。
【００３５】
次いで、（ｃ）に示すように、断熱層１０の内側に、スタッド２が隠れるような外径を有する円筒状の第２の型枠４１を設置し、断熱層１０と第２の型枠４１との間に、耐火骨材やセメントとともに上記のカリウムイオン捕獲物質を添加し、水に混練した混練物１１ａを流し込み、硬化させた後、第２の型枠４１を取り外して耐火層１１を形成する。混練物１１ａにおいても、カリウムイオン捕獲物質の添加量は同様である。
【００３６】
また、耐火層１１を形成する際に、カリウムイオン捕獲物質を含まない混練物１１ａを流し込み、混練物１１ａが硬化した後に第２の型枠４１を取り外し、カリウムイオン捕獲物質を噴霧等により塗工してもよい。また、断熱層１０の表面に、混練物１１ａを吹き付けて硬化させて耐火層を形成してもよい。
【００３７】
耐火層１１を形成する混練物１１ａに制限はないが、カリウムイオン捕獲物質以外の組成としては、例えば、耐火骨材８０〜９０質量部、セメント１０〜２０質量部、水５〜２００質量部を混練した混練物を使用でき、好ましくは、耐火骨材８０〜９０質量部、セメント１０〜２０質量部、無機超微粉末１〜１０質量部、水５〜２００質量部を混練した混練物を使用できる。また、耐火骨材の他に、必要に応じて軽量骨材を含んでいてもよい。その場合、配合量は、耐火骨材７０〜８０質量部、軽量骨材１〜１０質量部、セメント２０〜３０質量部、水５〜２００質量部を混練した混練物を使用できる。ここで、水の添加量を好ましくは５〜３０質量部、より好ましくは５〜２０質量部、特に好ましくは５〜２５質量部とすることもできる。
【００３８】
上記したライニング構造体は何れも円筒体を呈しているが、図５に示すように平板のライニング構造体とすることもできる。ここでは、一層構造のライニング層を有するライニング構造体を示すが、スタッド２が突設された平板の鉄皮１の周囲に型枠５０を配置し、型枠内にライニング層を形成する、カリウムイオン捕獲物質を添加した混練物３ａを流し込み、硬化させた後に型枠５０を取り外せばよい。また、カリウムイオン捕獲物質を含まない混練物を流し込み、硬化後にカリウムイオン捕獲物質を噴霧等により塗工してもよい。
【００３９】
また、白華現象の原因となるカリウムイオンを混練物の構成材料から取り除いてもよい。即ち、カリウムイオンの発生源である骨材（軽量骨材、耐火骨材）やセメント、粘土からカリウムを除去すればよい。
【００４０】
最も簡便な方法は、骨材やセメント、粘土を水洗いしてから用いる方法である。また、カリウムイオンが溶出しやすいように、温水を用いてもよい。特に粘土は、カリウム含有量が多いため水簸処理したものを使用する。
【００４１】
また、骨材については、加熱して表面をガラス化してもよく、コロイダルシリカやアルミナゾル、水ガラス等の無機バインダーで表面をコーティングし、カリウムイオンが溶出しないようにしてもよい。
【００４２】
また、セメントについては、カリウムイオンの少ないセメントを用いる。
【００４３】
カリウムイオンを除去する方法は上記に限らず可能であるが、何れの場合も、混練物におけるカリウムイオン濃度が１×１０−２モル／ｇ以下になるように処理することが好ましい。このようなカリウムイオン濃度にすることで、白華現象を起こすことがなくなる。また、カリウムイオン濃度は、より好ましくは０．８×１０−２モル／ｇ以下、さらに好ましくは０．７×１０−２モル／ｇ以下、さらにより好ましくは０．５×１０−２モル／ｇ以下である。
【００４４】
上述したライニング構造体を１ユニットとして複数のライニング構造体を組み立ててライニング建築物を構築してもよい。こうした構築方法において、ライニング構造体を３０日以上所定の場所に保管してもよい。また、組み立てたライニング建築物は所定期間（例えば３０日以上）放置されたのち、高温のガスを流通させてライニング層を乾燥させてもよい。
【実施例】
【００４５】
以下に試験例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００４６】
カリウムイオンの濃度と、白華現象の発生との関係を調べた。即ち、骨材とセメントとを水に混練して混練物とする際に、混練物中のカリウムイオン濃度が表１になるように調整し、型枠に入れて恒温恒湿容器にて１８時間静置して硬化させ、試験体を作製した。そして、二酸化炭素雰囲気に置かれた恒温槽（５０℃）に試験体を浸漬して白華現象が起こるのを促進させ、白華現象が起こるまでの時間を計測した。結果を表１に併記するが、カリウムイオンが白華現象に関与しており、イオン濃度が高いほど白華現象が早期に起こっていることがわかる。また、カリウムイオン濃度が１×１０−２モル／ｇ以下であれば、白華現象の発生を実用上問題のない期間抑えることができる。
【００４７】
【表１】
【符号の説明】
【００４８】
１ 鉄皮
２ スタッド
３、３Ａ ライニング層
１０ 断熱層
１１ 耐火層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱炉、均熱炉、焼却炉等の工業炉、高温流体が流通する配管、ダクト等の煙道、あるいは炉や配管を収容する建築物の壁面等に使用されるライニング構造体及びその施工方法に関する。また、本発明は、ライニング建築物の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
加熱炉、均熱炉、焼却炉等の工業炉、炉に連結する配管のように高温ガスが流通する配管、ダクト等の煙道、あるいは炉や配管を収容する建築物の壁面等では、外表面を鉄皮で構成し、その内側を耐熱性材料でライニングするのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
例えば、図１は、配管のライニングに使用される円筒状のライニング構造体を示す断面図であるが、内周面に所定間隔でスタッド２と呼ばれる補強材が突設された円筒状の鉄皮１の内面に、スタッド２が隠れるようにライニング層３が形成されている。このようなライニング構造体を製造するには、先ず、スタッド２が突設された円筒状の鉄皮１を垂直に立て、ライニング層３の厚さに相当する外径を有する円筒状の型枠を鉄皮１の内側に同心状に設置する。次いで、鉄皮１と型枠との間に、耐火骨材やセメントを水に混練した混練物を流し込み、硬化させた後、型枠を取り外すことでライニング層３を形成する。
【０００４】
そして、炉設備の施工では、このライニング構造体同士を連結して所定形状の配管を形作り、炉の排気口に接続した後、炉を稼動させて高温のガスを配管全体に流通させてライニング層３を乾燥している。こうした乾燥によりライニング層３に含まれる水分が完全に除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１９０６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、最近では炉設備の大型化に伴い配管も長くなっており、それに伴ってライニング層を乾燥するまでの期間が長くなる傾向にある。また、海外での施工増加に伴い、例えば国内で製造したライニング構造体を海外に輸送し、現地で組立てる機会も増えている。このようなライニング構造体の保管期間の長期化は、場合によっては３０日以上も経過することがあり、ライニング層３の表面に、一般に「白華現象」と称されている、地肌とは色の異なる斑点が生成したり、斑点部分が剥離している状態が多く見られるようになってきている。
【０００７】
今後とも設備の大型化や海外での施工が増加し、それに伴う白華現象の抑制は今後益々重要な課題になることが予測されるため、本発明ではライニング層における白華現象を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、白華現象について検討したところ、混練物が内包する水分が蒸発する際に、水分が表面に移行するのに伴って、骨材やセメントから溶出したカリウムイオンが移行して空気と接触して、炭酸カリウムとなって析出すること、あるいはセメント成分が炭酸カルシウムとなって析出すること、または、水酸化アルミニウムの析出を促進することが原因であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、上記目的を達成するために下記のライニング構造体及びその施工方法、並びにライニング建築物の構築方法を提供する。
（１）鉄皮と、
鉄皮に固定されるスタッドと、
鉄皮に積層されるライニング層とを備えるとともに、
ライニング層にはカリウムイオン捕獲物質が含まれることを特徴とするライニング構造体。
（２）ライニング層が、鉄皮に積層され、密度０．２〜１．７ｇ／ｃｍ３の断熱層と、断熱層に積層され、密度２．０〜６．０ｇ／ｃｍ３の耐火層とを備えるとともに、
耐火層にはカリウムイオン捕獲物質が含まれることを特徴とする上記（１）記載のライニング構造体。
（３）鉄皮と、
鉄皮に固定されるスタッドと、
鉄皮に積層されるライニング層とを備えるとともに、
ライニング層の表面にカリウムイオン捕獲物質が他の部分よりも多く存在していることを特徴とするライニング構造体。
（４）ライニング層が、鉄皮に積層され、密度０．２〜１．７ｇ／ｃｍ３の断熱層と、断熱層に積層され、密度２．０〜６．０ｇ／ｃｍ３の耐火層とを備えるとともに、
耐火層の表面にカリウムイオン捕獲物質が他の部分よりも多く存在していることを特徴とする上記（３）記載のライニング構造体。
（５）カリウムイオンを捕獲する物質は、クラウンエーテルであることを特徴とする上記（１）〜（４）の何れか１項に記載のライニング構造体。
（６）鉄皮の内面にライニング層を積層してなるライニング構造体の施工方法であって、
鉄皮にスタッドを固定する鉄皮準備工程と、
スタッドを固定した鉄皮の表面に、骨材、カリウムイオン捕獲物質及びセメントを含むライニング層を形成するライニング層形成工程と、
を含むことを特徴とするライニング構造体の施工方法。
（７）ライニング層形成工程が、
スタッドを固定した鉄皮の内側に型枠を設置する工程と、
鉄皮と型枠との間に、骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む混練物を流し込んで硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする上記（６）記載のライニング構造体の施工方法。
（８）ライニング層形成工程が、
スタッドを固定した鉄皮の内側に第１の型枠を設置する工程と、
鉄皮と第１の型枠との間に、軽量骨材、セメント及び水を含む断熱層用混練物を流し込んで硬化させ、断熱層を形成する工程と、
断熱層の内側に、第２の型枠を設置する工程と、
断熱層と第２の型枠との間に、耐火骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む耐火層用混練物を流し込んで硬化させ、耐火層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする上記（６）記載のライニング構造体の施工方法。
（９）ライニング層形成工程が、
スタッドを固定した平板状の鉄皮を囲むように型枠を設置する工程と、
型枠内に、骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む混練物を流し込んで硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする上記（６）記載のライニング構造体の施工方法。
（１０）ライニング層形成工程が、
スタッドを固定した鉄皮に、骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む混練物を吹き付けて硬化させる工程であることを特徴とする上記（６）記載のライニング構造体の施工方法。
（１１）鉄皮の内面にライニング層を積層してなるライニング構造体の施工方法であって、
鉄皮にスタッドを固定する鉄皮準備工程と、
スタッドを固定した鉄皮の表面に、骨材及びセメントを含むライニング層を形成するライニング層形成工程と、
ライニング層の表面にカリウムイオン捕獲物質を他の部分よりも多く存在させる表面処理工程と、
を含むことを特徴とするライニング構造体の施工方法。
（１２）ライニング層形成工程において骨材及びセメントを含む混練物を硬化させ、かつ、
表面処理工程において硬化物にカリウムイオン捕獲物質を含む溶液を塗布または吹き付けることを特徴とする上記（１１）記載のライニング構造体の施工方法。
（１３）上記（１）〜（５）の何れか１項に記載のライニング構造体を組み立ててライニング建築物を構築する構築方法において、
ライニング構造体を３０日以上所定の場所に保管する工程を含むことを特徴とするライニング建築物の構築方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、カリウムイオン捕獲物質を、ライニング層を形成する混練物に内添、もしくは混練物が硬化した後に塗布することにより、ライニング層の表面で混練物中のカリウムイオンが空気と接触することがなくなり、白華現象の発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】１層構造のライニング層を有するライニング構造体の例を示す断面図である。
【図２】図１に示すライニング構造体の施工方法を説明するための図である。
【図３】２層構造のライニング層を有するライニング構造体の例を示す断面図である。
【図４】図３に示すライニング構造体の施工方法を説明するための図である。
【図５】平板状のライニング構造体の施工方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は、円筒状で、１層構造のライニング層を有するライニング構造体の例を示す断面図である。図示されるように、スタッド２が固定された鉄皮１の、スタット２が突出している側（以下「内側」）に、ライニング層３が形成されている。尚、鉄皮１は、安価なことから鉄製が好ましいが、鉄を含む合金や他の金属であってもよい。
【００１４】
このようなライニング構造体を施工するには、図２（図１のＡ部分の拡大図）に示すように、スタッド２が固定された円筒状の鉄皮１を、平面状の土台に垂直（図の例では紙面手前側）に配置し、スタッド２の突出長Ｈよりも内側に、型枠１０を同心状に設置する。そして、鉄皮１と型枠１０との間に、ライニング層３の形成材料を含む混練物３ａを流し込み、硬化させる。すなわち、鉄皮にスタッドを固定する鉄皮準備工程と、スタッドを固定した鉄皮の表面に、骨材、カリウムイオン捕獲物質及びセメントを含むライニング層を形成するライニング層形成工程とを含んでいればよい。
【００１５】
混練物３ａは、骨材やセメントを主成分とし、更にカリウムイオン捕獲物質を添加して水と混練したものである。
【００１６】
骨材は、バーミキュライト、パーライト、中空シリカなどの多孔質軽量骨材、シャモット、セルベン、珪石、シンターアルミナ、耐火レンガ粉砕物といった軽量骨材や、炭化珪素、アルミナ質骨材、ムライト質骨材、アンダリューサイトやバン土頁岩などのシリカ・アルミナ質骨材、シリカ質骨材といった耐火骨材が挙げられる。
【００１７】
骨材の粒径は、期待される効果が得られるのであれば特に制限はないが、例えば、０．１〜６．５ｍｍ、好ましくは０．５〜４ｍｍの粗粒とすることができ、０．１５〜１．１８ｍｍの中粒、１５０μｍ未満の微粒とすることもでき、こうした粗粒、中粒、微粒を組み合わせてもよい。
【００１８】
尚、混練物３ａにおける骨材、セメント及び水の配合比率は、制限されるものはないが、骨材７０〜９０質量部、セメント１０〜３０質量部、水５〜２００質量部が適当である。
【００１９】
また、骨材とは別に、必要に応じて粒径０．０１〜２０μｍ、好ましくは０．０７〜１０μｍのアルミナ超微粉末、シリカ超微粉末、珪石粉、珪藻土、粘土といった無機超微粉末を添加してもよい。無機超微粉末により、ライニング層を更に緻密にすることができる。無機超微粉末の配合量は、骨材およびセメントの合計１００質量部に対してそれぞれ０．０１〜０．１０質量部であればよい。
【００２０】
セメントは、結合材として機能するものであれば特に制限されないが、例えば、ポルドラントセメント、白色セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント、アルミナセメント等の水硬性セメント等を挙げることができる。本発明においては、耐熱性の高いアルミナセメントを好適に使用できる。ここで、アルミナセメントとは、ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセメントで、例えば、Ａｌ２Ｏ３比率が４０質量％以上、好ましくは５０質量％以上であればよい。
【００２１】
混練物３ａにおいて、骨材やセメントからカリウムイオンが水中に溶出し、酸素と結合して白華現象の原因となる水酸化カリウムになるため、本発明では、カリウムイオン捕獲物質を混練物に添加する。カリウムイオン捕獲物質は、セメントの硬化状態に影響を与えることなく、カリウムイオンを捕獲できれば制限はなく、カリウムイオンを包摂したり、カリウムイオンと配位結合する物質を使用すればよい。さらに、こういったカリウムイオン捕獲物質は、カリウムイオンのみを選択的に捕獲する物質が好ましく、カルシウムイオンを包摂したり、カルシウムイオンと配位結合しないことがさらに好ましい。このような選択的にカリウムイオンを捕獲する物質としては、クラウンエーテルやエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）が好適である。尚、クラウンエーテルの中では、環の径がカリウムイオンのイオン径に近いものが好ましく、１８−クラウン−６−エーテルが特に好ましいといえる。また、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）についても多くの種類があるが、上述したようにカリウムイオンのみを選択的に捕獲するエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）が特に好ましいといえる。
【００２２】
カリウムイオン捕獲物質の添加量は、骨材やセメントからのカリウムイオンの溶け出し量によるが、実用上は骨材とセメントの合計量１００質量部に対しカリウムイオン捕獲物質の質量換算値（固形分換算値）で０．００１〜５質量部が適当である。５質量部を超えて過剰に添加しても白華現象を抑える効果に変わりはなく、０．００１質量部よりも少ないと白華現象を抑えることができなくなる。カリウムイオン捕獲物質の添加量は、好ましくは骨材とセメントの合計量１００質量部に対しカリウムイオン捕獲物質の質量換算値（固形分換算値）で０．０５〜３質量部、より好ましくは骨材とセメントの合計量１００質量部に対しカリウムイオン捕獲物質の質量換算値（固形分換算値）で０．１〜１質量部である。
【００２３】
尚、混練物３ａは粘土を含有する場合も多く、その場合は粘土からのカリウムの溶出も加わるため、骨材、セメント及び粘土の合計１００質量部に対し、骨材及びセメントに対する上記添加量と同様にする。
【００２４】
さらに、後述するように、混練物３ａに含まれるカリウムの量を制限してもよい。
【００２５】
更に、混練物３ａには、必要に応じて、例えば、ナフタレンスルホン酸系、燐酸塩系、カルボン酸系、アクリル酸系、リグニンスルホン酸系、ポリアルコール系等の有機物及び塩類等といった分散剤や、例えば、ポリカルボン酸塩等といった硬化遅延剤、金属アルミニウム、オキシカルボン酸塩、有機繊維等といった乾燥爆裂防止剤等を添加してもよい。こうした分散剤や硬化遅延剤、乾燥爆裂防止剤の配合量は、骨材およびセメントの合計１００質量部に対してそれぞれ０．０１〜０．１０質量部であればよい。
【００２６】
スタッドを固定した鉄皮の表面に、上記の混練物を含むライニング層を形成するライニング層形成工程としては、特に制限はなく、流し込み施工や吹き付け施工といった公知の手段を採用すればよい。具体的には、スタッドを固定した鉄皮の内側に型枠を設置する工程と、鉄皮と型枠との間に、骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む混練物を流し込んで硬化させる工程とを含んでいればよく、また、スタッドを固定した鉄皮の内側に第１の型枠を設置する工程と、鉄皮と第１の型枠との間に、軽量骨材、セメント及び水を含む断熱層用混練物を流し込んで硬化させ、断熱層を形成する工程と、断熱層の内側に、第２の型枠を設置する工程と、断熱層と第２の型枠との間に、耐火骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む耐火層用混練物を流し込んで硬化させ、耐火層を形成する工程とを含んでいてもよく、さらにまた、スタッドを固定した平板状の鉄皮を囲むように型枠を設置する工程と、型枠内に、骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む混練物を流し込んで硬化させる工程とを含んでいてもよく、スタッドを固定した鉄皮に、骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む混練物を吹き付けて硬化させる工程とを含んでいてもよい。
【００２７】
上記の混練物を流し込む方法には制限はないが、バイブレーター等の振動を与えることなく重力によるセルフフローで型枠内に流し込む方法、ポンプ圧送により流し込む方法等が挙げられる。セルフフローの施工方法によれば、バイブレーター等の設備が不要でありコストが削減できる。また、ポンプ施工を併用することにより、施工効率は向上し、施工時間の短縮と作業者の削減が可能となる。
【００２８】
そして、混練物３ａを硬化させ、型枠１０を取り外すことにより、図１に示すライニング構造が得られる。本発明によれば、骨材やセメント、更には粘土等から溶出するカリウムイオンがカリウムイオン捕獲物質で捕獲され、ライニング層３の表面に移行したとしても空気と接することがなくなり、白華現象を起こすことがない。
【００２９】
上記では、混練物３ａにカリウムイオン捕獲物質を添加（内添）した場合を説明したが、カリウムイオン捕獲物質を含まない混練物を鉄皮１と型枠１０の間に流し込み、硬化後に型枠１０を取り外し、硬化物にカリウムイオン捕獲物質を塗工しても同様の効果が得られる。すなわち、鉄皮にスタッドを固定する鉄皮準備工程と、スタッドを固定した鉄皮の表面に、骨材及びセメントを含むライニング層を形成するライニング層形成工程と、ライニング層の表面にカリウムイオン捕獲物質を他の部分よりも多く存在させる表面処理工程とを含んでいてもよい。表面処理工程として、カリウムイオン捕獲物質を塗工する場合には、カリウムイオン捕獲物質を含有する溶液を噴霧するのが簡便である。
【００３０】
炉設備の施工では、このライニング構造体同士を連結して所定形状の配管を形作り、炉の排気口に接続した後、炉を稼動させて高温のガスを配管全体に流通させてライニング層３を乾燥している。こうした乾燥によりライニング層３に含まれる水分が完全に除去される。そのため、混練物３ａが硬化しても、硬化物中には水分が残っており、残った水分により白華現象が発生する。そこで、混練物３ａが硬化した後、硬化物にカリウムイオン捕獲物質を含有する溶液を噴霧するなどして硬化物の内部に前記溶液を浸透させることにより、硬化物の表層にカリウムイオン捕獲物質が存在するようになり、白華現象を抑えることができる。しかも、カリウムイオン捕獲物質の使用量は、混練物３ａに内添する場合よりも少なくて済む。
【００３１】
また、上記では、１層構造のライニング構造体の施工方法について説明したが、２層構造のライニング構造体を施工するには以下のように行う。なお、２層以上の多層構造であっても構わない。但し、この場合、最も外側（鉄皮から最も離れた層）に位置するライニング層にカリウムイオン捕獲物質が含まれればよい。
【００３２】
図３は、図１に従って示す図であるが、断熱層１０と耐火層１１との２層構造のライニング層３Ａを有する。近年では、耐熱性の更なる向上の要求が強く、また、軽量化も要求されるようになってきており、図示されるような２層構造のライニング層３Ａを施したライニング構造体も普及している。断熱層１０は、シリカ中空粒子等の軽量骨材を含むため軽量であり、また骨材内部の空気層による断熱作用を有する。一方、耐火層１１は、侵食性のある高温流体に直接接するため、耐食性に優れた炭化珪素や、耐熱性に優れたアルミナ、シリカ等の耐火骨材を含む。尚、断熱層１０の密度は、耐火層１１の密度より小さければ特に制限はないが、例えば０．２〜１．７ｇ／ｃｍ３であればよい。また、耐火層１１の密度は、断熱層の密度より大きければ特に制限はないが、例えば２．０〜６．０ｇ／ｃｍ３であればよい。断熱層１０の密度が小さくなるほど、空気層が増えるのでその分断熱性が向上する。
【００３３】
施工は、先ず図４（図３のＢ部分の拡大図）の（ａ）に示すように、スタッド２を突設した鉄皮１の内側に、例えばスタッド２の中程の厚さに相当する外径を有する円筒状の第１の型枠４０を設置し、鉄皮１と第１の型枠４０との間に、軽量骨材やセメントを水に混練した混練物１０ａを流し込み、硬化させた後、第１の型枠４０を取り外すことにより、（ｂ）に示すように断熱層１０が形成される。
【００３４】
断熱層１０を形成する混練物１０ａに制限はないが、例えば、軽量骨材７０〜８０質量部、セメント２０〜３０質量部、水５〜２００質量部を混練した混練物を使用できる。また、軽量骨材の他に、必要に応じて耐火骨材を含んでいてもよい。その場合、配合量は、軽量骨材６０〜７０質量部、耐火骨材１〜１０質量部、セメント２０〜３０質量部、水５〜２００質量部とすることができる、また、水の添加量を好ましくは１０〜２００質量部、より好ましくは１５〜２００質量部、特に好ましくは３０〜２００質量部とすることもできる。
【００３５】
次いで、（ｃ）に示すように、断熱層１０の内側に、スタッド２が隠れるような外径を有する円筒状の第２の型枠４１を設置し、断熱層１０と第２の型枠４１との間に、耐火骨材やセメントとともに上記のカリウムイオン捕獲物質を添加し、水に混練した混練物１１ａを流し込み、硬化させた後、第２の型枠４１を取り外して耐火層１１を形成する。混練物１１ａにおいても、カリウムイオン捕獲物質の添加量は同様である。
【００３６】
また、耐火層１１を形成する際に、カリウムイオン捕獲物質を含まない混練物１１ａを流し込み、混練物１１ａが硬化した後に第２の型枠４１を取り外し、カリウムイオン捕獲物質を噴霧等により塗工してもよい。また、断熱層１０の表面に、混練物１１ａを吹き付けて硬化させて耐火層を形成してもよい。
【００３７】
耐火層１１を形成する混練物１１ａに制限はないが、カリウムイオン捕獲物質以外の組成としては、例えば、耐火骨材８０〜９０質量部、セメント１０〜２０質量部、水５〜２００質量部を混練した混練物を使用でき、好ましくは、耐火骨材８０〜９０質量部、セメント１０〜２０質量部、無機超微粉末１〜１０質量部、水５〜２００質量部を混練した混練物を使用できる。また、耐火骨材の他に、必要に応じて軽量骨材を含んでいてもよい。その場合、配合量は、耐火骨材７０〜８０質量部、軽量骨材１〜１０質量部、セメント２０〜３０質量部、水５〜２００質量部を混練した混練物を使用できる。ここで、水の添加量を好ましくは５〜３０質量部、より好ましくは５〜２０質量部、特に好ましくは５〜２５質量部とすることもできる。
【００３８】
上記したライニング構造体は何れも円筒体を呈しているが、図５に示すように平板のライニング構造体とすることもできる。ここでは、一層構造のライニング層を有するライニング構造体を示すが、スタッド２が突設された平板の鉄皮１の周囲に型枠５０を配置し、型枠内にライニング層を形成する、カリウムイオン捕獲物質を添加した混練物３ａを流し込み、硬化させた後に型枠５０を取り外せばよい。また、カリウムイオン捕獲物質を含まない混練物を流し込み、硬化後にカリウムイオン捕獲物質を噴霧等により塗工してもよい。
【００３９】
また、白華現象の原因となるカリウムイオンを混練物の構成材料から取り除いてもよい。即ち、カリウムイオンの発生源である骨材（軽量骨材、耐火骨材）やセメント、粘土からカリウムを除去すればよい。
【００４０】
最も簡便な方法は、骨材やセメント、粘土を水洗いしてから用いる方法である。また、カリウムイオンが溶出しやすいように、温水を用いてもよい。特に粘土は、カリウム含有量が多いため水簸処理したものを使用する。
【００４１】
また、骨材については、加熱して表面をガラス化してもよく、コロイダルシリカやアルミナゾル、水ガラス等の無機バインダーで表面をコーティングし、カリウムイオンが溶出しないようにしてもよい。
【００４２】
また、セメントについては、カリウムイオンの少ないセメントを用いる。
【００４３】
カリウムイオンを除去する方法は上記に限らず可能であるが、何れの場合も、混練物におけるカリウムイオン濃度が１×１０−２モル／ｇ以下になるように処理することが好ましい。このようなカリウムイオン濃度にすることで、白華現象を起こすことがなくなる。また、カリウムイオン濃度は、より好ましくは０．８×１０−２モル／ｇ以下、さらに好ましくは０．７×１０−２モル／ｇ以下、さらにより好ましくは０．５×１０−２モル／ｇ以下である。
【００４４】
上述したライニング構造体を１ユニットとして複数のライニング構造体を組み立ててライニング建築物を構築してもよい。こうした構築方法において、ライニング構造体を３０日以上所定の場所に保管してもよい。また、組み立てたライニング建築物は所定期間（例えば３０日以上）放置されたのち、高温のガスを流通させてライニング層を乾燥させてもよい。
【実施例】
【００４５】
以下に試験例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００４６】
カリウムイオンの濃度と、白華現象の発生との関係を調べた。即ち、骨材とセメントとを水に混練して混練物とする際に、混練物中のカリウムイオン濃度が表１になるように調整し、型枠に入れて恒温恒湿容器にて１８時間静置して硬化させ、試験体を作製した。そして、二酸化炭素雰囲気に置かれた恒温槽（５０℃）に試験体を浸漬して白華現象が起こるのを促進させ、白華現象が起こるまでの時間を計測した。結果を表１に併記するが、カリウムイオンが白華現象に関与しており、イオン濃度が高いほど白華現象が早期に起こっていることがわかる。また、カリウムイオン濃度が１×１０−２モル／ｇ以下であれば、白華現象の発生を実用上問題のない期間抑えることができる。
【００４７】
【表１】
【符号の説明】
【００４８】
１ 鉄皮
２ スタッド
３、３Ａ ライニング層
１０ 断熱層
１１ 耐火層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄皮と、
鉄皮に固定されるスタッドと、
鉄皮に積層されるライニング層とを備えるとともに、
ライニング層にはカリウムイオン捕獲物質が含まれることを特徴とするライニング構造体。
【請求項２】
ライニング層が、鉄皮に積層され、密度０．２〜１．７ｇ／ｃｍ３の断熱層と、断熱層に積層され、密度２．０〜６．０ｇ／ｃｍ３の耐火層とを備えるとともに、
耐火層にはカリウムイオン捕獲物質が含まれることを特徴とする請求項１記載のライニング構造体。
【請求項３】
鉄皮と、
鉄皮に固定されるスタッドと、
鉄皮に積層されるライニング層とを備えるとともに、
ライニング層の表面にカリウムイオン捕獲物質が他の部分よりも多く存在していることを特徴とするライニング構造体。
【請求項４】
ライニング層が、鉄皮に積層され、密度０．２〜１．７ｇ／ｃｍ３の断熱層と、断熱層に積層され、密度２．０〜６．０ｇ／ｃｍ３の耐火層とを備えるとともに、
耐火層の表面にカリウムイオン捕獲物質が他の部分よりも多く存在していることを特徴とする請求項３記載のライニング構造体。
【請求項５】
カリウムイオンを捕獲する物質は、クラウンエーテルであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のライニング構造体。
【請求項６】
鉄皮の内面にライニング層を積層してなるライニング構造体の施工方法であって、
鉄皮にスタッドを固定する鉄皮準備工程と、
スタッドを固定した鉄皮の表面に、骨材、カリウムイオン捕獲物質及びセメントを含むライニング層を形成するライニング層形成工程と、
を含むことを特徴とするライニング構造体の施工方法。
【請求項７】
ライニング層形成工程が、
スタッドを固定した鉄皮の内側に型枠を設置する工程と、
鉄皮と型枠との間に、骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む混練物を流し込んで硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする請求項６記載のライニング構造体の施工方法。
【請求項８】
ライニング層形成工程が、
スタッドを固定した鉄皮の内側に第１の型枠を設置する工程と、
鉄皮と第１の型枠との間に、軽量骨材、セメント及び水を含む断熱層用混練物を流し込んで硬化させ、断熱層を形成する工程と、
断熱層の内側に、第２の型枠を設置する工程と、
断熱層と第２の型枠との間に、耐火骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む耐火層用混練物を流し込んで硬化させ、耐火層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする請求項６記載のライニング構造体の施工方法。
【請求項９】
ライニング層形成工程が、
スタッドを固定した平板状の鉄皮を囲むように型枠を設置する工程と、
型枠内に、骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む混練物を流し込んで硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする請求項６記載のライニング構造体の施工方法。
【請求項１０】
ライニング層形成工程が、
スタッドを固定した鉄皮に、骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む混練物を吹き付けて硬化させる工程であることを特徴とする請求項６記載のライニング構造体の施工方法。
【請求項１１】
鉄皮の内面にライニング層を積層してなるライニング構造体の施工方法であって、
鉄皮にスタッドを固定する鉄皮準備工程と、
スタッドを固定した鉄皮の表面に、骨材及びセメントを含むライニング層を形成するライニング層形成工程と、
ライニング層の表面にカリウムイオン捕獲物質を他の部分よりも多く存在させる表面処理工程と、
を含むことを特徴とするライニング構造体の施工方法。
【請求項１２】
ライニング層形成工程において骨材及びセメントを含む混練物を硬化させ、かつ、
表面処理工程において硬化物にカリウムイオン捕獲物質を含む溶液を塗布または吹き付けることを特徴とする請求項１１記載のライニング構造体の施工方法。
【請求項１３】
請求項１〜５の何れか１項に記載のライニング構造体を組み立ててライニング建築物を構築する構築方法において、
ライニング構造体を３０日以上所定の場所に保管する工程を含むことを特徴とするライニング建築物の構築方法。
【請求項１】
鉄皮と、
鉄皮に固定されるスタッドと、
鉄皮に積層されるライニング層とを備えるとともに、
ライニング層にはカリウムイオン捕獲物質が含まれることを特徴とするライニング構造体。
【請求項２】
ライニング層が、鉄皮に積層され、密度０．２〜１．７ｇ／ｃｍ３の断熱層と、断熱層に積層され、密度２．０〜６．０ｇ／ｃｍ３の耐火層とを備えるとともに、
耐火層にはカリウムイオン捕獲物質が含まれることを特徴とする請求項１記載のライニング構造体。
【請求項３】
鉄皮と、
鉄皮に固定されるスタッドと、
鉄皮に積層されるライニング層とを備えるとともに、
ライニング層の表面にカリウムイオン捕獲物質が他の部分よりも多く存在していることを特徴とするライニング構造体。
【請求項４】
ライニング層が、鉄皮に積層され、密度０．２〜１．７ｇ／ｃｍ３の断熱層と、断熱層に積層され、密度２．０〜６．０ｇ／ｃｍ３の耐火層とを備えるとともに、
耐火層の表面にカリウムイオン捕獲物質が他の部分よりも多く存在していることを特徴とする請求項３記載のライニング構造体。
【請求項５】
カリウムイオンを捕獲する物質は、クラウンエーテルであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のライニング構造体。
【請求項６】
鉄皮の内面にライニング層を積層してなるライニング構造体の施工方法であって、
鉄皮にスタッドを固定する鉄皮準備工程と、
スタッドを固定した鉄皮の表面に、骨材、カリウムイオン捕獲物質及びセメントを含むライニング層を形成するライニング層形成工程と、
を含むことを特徴とするライニング構造体の施工方法。
【請求項７】
ライニング層形成工程が、
スタッドを固定した鉄皮の内側に型枠を設置する工程と、
鉄皮と型枠との間に、骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む混練物を流し込んで硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする請求項６記載のライニング構造体の施工方法。
【請求項８】
ライニング層形成工程が、
スタッドを固定した鉄皮の内側に第１の型枠を設置する工程と、
鉄皮と第１の型枠との間に、軽量骨材、セメント及び水を含む断熱層用混練物を流し込んで硬化させ、断熱層を形成する工程と、
断熱層の内側に、第２の型枠を設置する工程と、
断熱層と第２の型枠との間に、耐火骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む耐火層用混練物を流し込んで硬化させ、耐火層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする請求項６記載のライニング構造体の施工方法。
【請求項９】
ライニング層形成工程が、
スタッドを固定した平板状の鉄皮を囲むように型枠を設置する工程と、
型枠内に、骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む混練物を流し込んで硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする請求項６記載のライニング構造体の施工方法。
【請求項１０】
ライニング層形成工程が、
スタッドを固定した鉄皮に、骨材、カリウムイオン捕獲物質、セメント及び水を含む混練物を吹き付けて硬化させる工程であることを特徴とする請求項６記載のライニング構造体の施工方法。
【請求項１１】
鉄皮の内面にライニング層を積層してなるライニング構造体の施工方法であって、
鉄皮にスタッドを固定する鉄皮準備工程と、
スタッドを固定した鉄皮の表面に、骨材及びセメントを含むライニング層を形成するライニング層形成工程と、
ライニング層の表面にカリウムイオン捕獲物質を他の部分よりも多く存在させる表面処理工程と、
を含むことを特徴とするライニング構造体の施工方法。
【請求項１２】
ライニング層形成工程において骨材及びセメントを含む混練物を硬化させ、かつ、
表面処理工程において硬化物にカリウムイオン捕獲物質を含む溶液を塗布または吹き付けることを特徴とする請求項１１記載のライニング構造体の施工方法。
【請求項１３】
請求項１〜５の何れか１項に記載のライニング構造体を組み立ててライニング建築物を構築する構築方法において、
ライニング構造体を３０日以上所定の場所に保管する工程を含むことを特徴とするライニング建築物の構築方法。
【図１】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−９２９９８（Ｐ２０１２−９２９９８Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３８７０９（Ｐ２０１０−２３８７０９）
【出願日】平成２２年１０月２５日（２０１０．１０．２５）
【出願人】（０００１１０８０４）ニチアス株式会社 (432)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２５日（２０１０．１０．２５）
【出願人】（０００１１０８０４）ニチアス株式会社 (432)
【Ｆターム（参考）】
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