説明

遠心力成形コンクリート管の製造方法及びその遠心力成形コンクリート管

【課題】 コンクリート管の仕上げが容易になり、外圧強度を増加させることが可能となる遠心力成形コンクリート管の製造方法及びそのコンクリート管を提供すること。
【解決手段】 遠心力成形コンクリート管の外層を遠心力成形し、その後、スラグ20〜80部とアルミナセメント80〜20部からなる結合材100部と、細骨材50〜300部を含有してなる遠心力成形仕上げ材を用いて、内層を遠心力成形し、50℃〜90℃で加熱養生してなる遠心力成形コンクリート管の製造方法、加熱養生時間が1〜8時間である該製造方法、内層の厚みが、2mmから管厚の30%である該製造方法、内層を遠心力成形する際に、重力加速度G2.5で回転後、G20〜40で遠心力成形する該製造方法、及びG20〜40で遠心力成形する時間が、5〜15分である該製造方法、並びに、該遠心力成形コンクリート管の製造方法で製造された遠心力成形コンクリート管を構成とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、遠心力成形コンクリート管の製造方法及びその遠心力成形コンクリート管に関する。
【背景技術】
【0002】
パイル、ポール、ライニング管、及びヒューム管等のコンクリート製品は、遠心力成形によって製造されている。
【0003】
遠心力成形してコンクリート製品を製造する工程で、コンクリート中の水は遠心力によって脱水され、管の内側に、セメントや細骨材等の微粉末と水の混合物(以下、スラッジという)として発生する。
このスラッジは、強アルカリ性であるため、公害防止の面から、そのまま工場外に排出することができず、多くの時間と費用を掛けて、スラッジ中の固形分処理や排水中和処理等を行っているのが現状である。
【0004】
そして、例えば、ヒューム管等のコンクリート製品の製造において、スラッジ排出後に内面仕上げする場合、セメントを粉体又はスラリー状で投入し、仕上げ棒で凹凸が無くなるように均し、最後に刷毛で仕上げる方法が実施されている。
この仕上げ作業は、ヒューム管等を回転しながら行うため、危険が伴い、熟練が必要である。
しかしながら、このような、熟練が必要な作業ができる作業員を育てるには、時間を必要とするものであり、そのため、遠心力成形コンクリート製品工場では熟練作業員が不足し、人員確保に苦慮しているのが現状である。
【0005】
この改善策として、例えば、凝結促進剤と非(陰)イオン界面活性剤とにより、遠心力成形で生ずるスラッジ中の固形分をコンクリート内面に凝結させ、スラッジから水を分離し、コンクリート内面のコテ仕上げを容易にし、かつ、平滑にする方法(特許文献1参照)、アルカリ性で水溶性となるカルボキシル基を有する高分子を、酸性の水溶液中に微粒子状に分散させた液を、遠心力成形中のセメント製品の仕上げ層に添加する方法(特許文献2参照)、スラッジの発生を低減又は防止する遠心力成形方法により遠心力成形した後、遠心力成形体内面に形成された柔らかいペースト又はモルタル層の表面に、遠心力成形体を回転させながら、急硬性成分のスラリーや吸水性物質を投入して硬化させ、平均厚さ0.2〜10mmのライニング層を形成する内面仕上げ方法(特許文献3〜特許文献5参照)、及び遠心力成形品のパイプの内面に速硬性セメントミルクを投入し、パイプを回転させて遠心力により速硬性セメントミルクをパイプ内面に付着、硬化させることにより内面を仕上げる方法(特許文献6参照)等が知られている。
しかしながら、これらコテ仕上げやライニング層の形成等の内面仕上げによって形成される内層には、管の仕上げの容易さの他に外圧強度(曲げ強度)の確保が求められている。
【0006】
【特許文献1】特開昭56−160358号公報
【特許文献2】特開平04−077376号公報
【特許文献3】特開平11−207725号公報
【特許文献4】特開昭61−268406号公報
【特許文献5】特開昭62−257811号公報
【特許文献6】特開平03−187711号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明者は、遠心力成形コンクリート管の製造方法において、特定の遠心力成形仕上げ材を使用することによって、外圧強度を増加することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、遠心力成形コンクリート管の外層を遠心力成形し、その後、スラグ20〜80部とアルミナセメント80〜20部からなる結合材100部と、細骨材50〜300部を含有してなる遠心力成形仕上げ材を用いて、内層を遠心力成形し、50℃〜90℃で加熱養生してなる遠心力成形コンクリート管の製造方法であり、加熱養生時間が1〜8時間である該遠心力成形コンクリート管の製造方法であり、内層の厚みが、2mmから管厚の30%である該遠心力成形コンクリート管の製造方法であり、内層を遠心力成形する際に、重力加速度G2.5で回転後、重力加速度G20〜40で遠心力成形する該遠心力成形コンクリート管の製造方法であり、重力加速度G20〜40で遠心力成形する時間が、5〜15分である該遠心力成形コンクリート管の製造方法であり、該遠心力成形コンクリート管の製造方法で製造された遠心力成形コンクリート管である。
【発明の効果】
【0009】
本発明の遠心力成形コンクリート管の製造方法を用いることによって、コンクリート管の仕上げが容易になり、外圧強度を増加させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、本発明を詳細に説明する。
発明における部や%は特に規定しない限り質量基準で示す。
【0011】
本発明で使用するスラグとしては、高炉スラグ、転炉スラグ、高炉徐冷スラグ、脱リンスラグ、下水汚泥や都市ゴミなどの廃棄物に必要により粘土や石灰等を配合し高温で溶融し急冷して得られる下水汚泥溶融スラグ、及び都市ゴミ焼却灰溶融スラグなどが挙げられる。
スラグの粒度は特に限定されるものではないが、ブレーン比表面積値(以下、ブレーン値という)3,000cm2/g以上が好ましい。3,000cm2/g未満ではアルミナセメントとの反応性が悪くなる場合がある。
スラグの使用量は、スラグとアルミナセメントからなる結合材100部中、20〜80部が好ましく、40〜60部がより好ましい。20部未満や80部を超えると外圧強度が低下する場合がある。
【0012】
本発明で使用するアルミナセメントとは、モノカルシウムアルミネートを主要鉱物として含有するクリンカー粉砕物から得られるものであり、例えば、アルミナセメント1号やアルミナセメント2号等が使用可能である。
アルミナセメントの粉末度は水和活性の面で、ブレーン値で2,000〜8,000cm2/gが好ましい。2,000cm2/g未満ではスラグとの反応性が悪くなる場合があり、8,000cm2/gを超えると硬化が早くなり、作業性が確保しにくくなる場合がある。
また,粒度調整を行ったアルミナセメントとして、粒子径5μ以下の粒子を全体の30%未満に調整したものが硬化するときの収縮が小さくなるので好ましい。
アルミナセメントの使用量は、結合材100部中、20〜80部が好ましく、40〜60部がより好ましい。20部未満や80部を超えると外圧強度が低下する場合がある。
【0013】
本発明の遠心力成形用仕上げ材に使用する細骨材としては、通常のモルタル又はコンクリートに使用できるものが挙げられる。
細骨材の使用量は、結合材100部に対して、50〜300部が好ましく、100〜200部がより好ましい。50部未満では仕上げ時間が長くなり、製造効率が悪くなる場合があり、300部を超えると流動性が悪くなり、遠心力成形体内面に波が生じる場合がある。
【0014】
本発明では、遠心力成形用仕上げ材の他、減水剤を使用することも可能である。
【0015】
本発明の遠心力成形用仕上げ材に使用する練り水としては、モルタル又はコンクリートに通常使用可能なものや遠心力成形時に発生するスラッジ中の水分も使用可能である。
練り水の使用量は、結合材100部に対して、30〜50部が好ましく、40〜45部がより好ましい。30部未満では遠心力成形用仕上げ材の流動性が悪くなり、遠心力成形時の延びを悪くする場合があり、50部を超えると外圧強度が低下する場合がある。
【0016】
本発明の遠心力成形コンクリート管の養生温度は50〜90℃が好ましく、60〜80℃がより好ましい。50℃未満では外圧強度が上がらない場合があり、90℃を超えても外圧強度は上がらない場合がある。
【0017】
本発明の遠心力成形コンクリート管の養生温度50〜90℃で行う加熱養生の時間は1〜8時間が好ましく、3〜6時間がより好ましい。1時間未満では養生不足で効果が得られない場合があり、8時間を超えて実施してもその効果が期待できない。
【0018】
遠心力成形仕上げ材で形成する内層の厚みは、2mmから管厚の30%が好ましく、3mm〜管厚の30%がより好ましい。2mm未満では外圧強度が上がらない場合があり、管厚の30%を超えても外圧強度ののびは期待できない。
【0019】
本発明の遠心力成形コンクリート管は、まず、通常の遠心力成形方法で外層を成形し、次いで、遠心力成形仕上げ材を、例えば、重力加速度G(以下、単にGという)2.5の低速度で投入し、投入した遠心力成形仕上げ材を延ばし、G20〜40で5〜15分間締め固めることが好ましく、7〜15分間締め固めることがより好ましい。締め固める時間が5分未満では外圧強度が上がらない場合があり、15分を超えても外圧強度ののびは期待できない場合がある。G20未満では締まりが悪く、遠心を止めた際に、表面が脱水した水で洗われ、仕上がりが悪くなる場合がある。G40を超えると作業性が悪くなる場合がある。
【実施例】
【0020】
以下、実験例に基づき本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0021】
実験例1
セメント450kg/m3、水170kg/m3、細骨材A612kg/m3、粗骨材1,145kg/m3、及び減水剤2.7kg/m3での単位量で、スランプ8cm、s/a35%、及びW/C37.8%のコンクリート配合を用い、容量50リットルの遊星型強制練りミキサで3分間練混ぜ、30リットル分のコンクリートを作製し、そのフロー値を測定した。結果を表1に併記する。
作製したコンクリートを、直径20cm×長さ30cm×厚さ4cmの遠心力成形用型枠に投入し、遠心力の低速G2.5で5分、中速G10で2分、高速G30で5分の三段階の遠心力成形条件で成形した。
その後、表1に示すスラグとアルミナセメント、細骨材B150部、結合材100部に対して、水45部からなるモルタルを、低速G2.5で、内層厚が6mmになるように投入し、低速G2.5で1分、高速G30で10分の遠心力成形条件で遠心力成形コンクリート管を製造した。
養生は、前置き5時間、昇温20℃/時間、65℃×5時間保持で、以後自然降温とした。
なお、比較として、セメント100部、細骨材B150部、及び水45部を混合してプレーンモルタルを調製し、同様に成形した。
成形した遠心力成形コンクリート管の曲げ強度(外圧強度)を測定し、プレーンモルタルの外圧強度から外圧強度比を算出した。結果を表1に併記する。なお、試験は温度20℃で実施した。
【0022】
<使用材料>
アルミナセメント:アルミナセメント1号、市販品
スラグ :高炉スラグ、市販品
細骨材A :新潟県姫川水系産天然砂、密度2.62cm2/g
細骨材B :珪砂、N40 20部、N50 40部、及びN60 40部の混合品、密度2.65cm2/g
粗骨材 :新潟県姫川水系産砕石、骨材寸法5〜20mm、密度2.64cm2/g
水 :水道水
【0023】
<測定方法>
スランプ :JIS A 1101に準じて測定
フロー値 :JIS R 5202に準じて測定
外圧強度比:曲げ強度(外圧強度)試験、製管した直径20cm×長さ30cm×厚さ4.6cmの試験体を、材齢14日にマルイ製作所社製商品名「HI-TRITRON(3000KN)圧縮試験機」を使用し、上下から載荷して測定、プレーンモルタルの外圧強度から外圧強度比を算出
【0024】
【表1】

【0025】
実験例2
スラグ60部とアルミナセメント40部からなる結合材100部と、表2に示す細骨材Bと用いたこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表2に併記する。
【0026】
【表2】

【0027】
実験例3
スラグ60部とアルミナセメント40部からなる結合材100部を用い、表3に示す加熱養生条件で加熱養生したことこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表3に併記する。
【0028】
【表3】

【0029】
実験例4
スラグ60部とアルミナセメント40部からなる結合材100部を用い、表4に示す内層の厚となるようにしたこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表4に併記する。
【0030】
【表4】

【0031】
実験例5
スラグ60部とアルミナセメント40部からなる結合材100部を用い、表5に示す内層の遠心力成形条件を採用したこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表5に併記する。
【0032】
【表5】

【産業上の利用可能性】
【0033】
本発明の遠心力成形用仕上げ材は、曲げ強度を増加させることができ、遠心力成形コンクリート管に幅広く適用できる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
遠心力成形コンクリート管の外層を遠心力成形し、その後、スラグ20〜80部とアルミナセメント80〜20部からなる結合材100部と、細骨材50〜300部を含有してなる遠心力成形仕上げ材を用いて、内層を遠心力成形し、50℃〜90℃で加熱養生してなる遠心力成形コンクリート管の製造方法。
【請求項2】
加熱養生時間が1〜8時間である請求項1に記載の遠心力成形コンクリート管の製造方法。
【請求項3】
内層の厚みが、2mmから管厚の30%である請求項1又は請求項2に記載の遠心力成形コンクリート管の製造方法。
【請求項4】
内層を遠心力成形する際に、重力加速度G2.5で回転後、重力加速度G20〜40で遠心力成形する請求項1〜請求項3のうちのいずれか一項に記載の遠心力成形コンクリート管の製造方法。
【請求項5】
重力加速度G20〜40で遠心力成形する時間が、5〜15分である請求項4に記載の遠心力成形コンクリート管の製造方法。
【請求項6】
請求項1〜請求項5のうちのいずれか一項に記載の遠心力成形コンクリート管の製造方法で製造された遠心力成形コンクリート管。

【公開番号】特開2007−313843(P2007−313843A)
【公開日】平成19年12月6日(2007.12.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−148338(P2006−148338)
【出願日】平成18年5月29日(2006.5.29)
【出願人】(000003296)電気化学工業株式会社 (1,539)
【Fターム(参考)】