JPH01316596A - 耐食モルタルライニング管 - 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］ 本発明はコンクリート管、モルタルライニング鋳鉄管、
またはモルタルライニング鋼管のコンクリート面の耐食
性を向、ヒさせた管に関し、特に屋外あるいは地中に埋
設することの多い上水道、下水道、工業用水道または海
水用プラント配管に適切な耐食モルタルライニング管に
関するものである。

［従来の技術］ 代表的なコンクリート管で通常ヒユーム管と呼ばれてい
る遠心力鉄筋コンクリート管、モルタルライニング鋳鉄
管、モルタルライニング鋼管はいずれも第１図に示すよ
うにモーター１によって回転される遠心機の車輪２上で
、予じめ組み立てた円筒形の型枠３を前記車輪２の上に
載せて型枠３を回転させながら、その中に生コンクリー
ト４を投入し、過剰の水分を絞り出す遠心力締固めを十
数性行う、その後定速昇温後、最高６５℃で約６時間蒸
気養生を行う。

遠心力鉄筋コンクリート管は外気温まで降温後説型し、
特に圧力管は水中または散水によって約１週間養生し、
そのまま配管に使われる。

モルタルライニング鋳鉄管またはモルタルライニング鋼
管は蒸気養生後、ビニル系またはアクリル系等の合成樹
脂塗料を２０μ前後シールコートしライニング表面の中
性化防止ならびに、上水中の滅菌用塩素による浸食防止
を図っている。

水蜜性、耐食性を得るために通水管として実開昭５８−
１７０４８０号に開示されているようにガラス繊維片入
りモルタル製バイブの内周壁に樹脂（特に塩化ビニル樹
脂）を層着したものが有り、また屋外あるいは地中に埋
設したコンクリート、石綿等の無機材からなる管の内側
のみならず外周側からの腐食に対しても耐食性を改善す
るためにライニング管として実開昭８２−１９１９９８
号に開示されているように、コンクリート等の管の内周
面および外周面を塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂等
の合成樹脂で被覆したものがある。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のヒユーム管等は次のような問題点が有る◎ωコン
クリート管を下水道に使用し、汚水を流している場合に
、硫酸還元バクテリアの働きで硫化水素ガスが発生する
ことがある。これが空気中の湿った壁に生えた好気性バ
クテリアによって酸化されて硫酸となり、コンクリート
中の石灰と反応して硫酸カルシウムを生成し、壁面に水
分があるため原料セメント中に約８％含まれているアル
ミン酸三石灰３ＣａＯ・Ａ！１２０３とさらに反応し、
結晶性が良いために膨張破壊を起こすエトソンガイト３
ＣａＯ＠ＡｌＩ２Ｏ３ψ３ＣａＳ０　　・３２Ｈ２０を
生成する。このようなメカニズムで下水道内周面の空気
層の壁面が浸食されて脆くなり、ひいては鉄筋の腐食に
よるコンクリートのひび割れ、強度劣化に劣ることがあ
る。

（ロ）屋外あるいは地中に埋設した後に腐食劣化を促進
させる環境因子に曝された場合、管の外周側から浸食さ
れる。特にコンクリート管を酸性土壌や海水の浸入した
地中に埋設した場合、外周から強度劣化に至る。

（ハ）従来のモルタル鋳鉄管またはモルタルライニング
鋼管は蒸気養生後にシールコート工程を設けており工程
に要する時間が長い。

（→合成樹脂層で内周面、または内外周面を被覆した従
来のコンクリート管はコンクリート管の成形・養生工程
以降に樹脂層被覆工程を設けており、工程が複雑でかつ
長時間を要する。

本発明は、Ｌ記の問題点を解決すること、すなわち、耐
酸性にすぐれ、膨張破壊、ひび割れ、強度劣化を防ぎ、
あわせて工程の簡略化、短縮化をはかることを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本件発明者は、本件出願人が先に特願昭６１−３０５５
０７号として出願した特定の合成高分子系のエマルジョ
ンを含む所定の組み合わせのモルタル組成物をコンクリ
ート管等にライニングすることにより耐食性が優れてい
るのみならず簡単な工程で、上水道、下水道、工業用水
道または海水用プラント配管として好適な特性を有する
ライニング管を提供できることを発見して本件発明を完
成するに至った。

すなわち、本件発明の要旨はコンクリート、鉄筋コンク
リート、あるいは繊維補強コンクリートからなるコンク
リート管の内周面が、あるいはそれらのコンクリート管
の内周面および外周面が、またはセメントモルタル、あ
るいは繊維補強セメントを内周面にライニングしたモル
タルライニング鋳鉄管、あるいはモルタルライニング鋼
管の内周面が、 （ａ）ポルトランドセメント　　　　２０〜４０重量％
（ｂ）骨材　　　　　　　３０〜５０重量％（ｅ）シリ
カ　　　　　　　　　　　３〜８重瓜％（ｄ）エポキシ
樹脂系高分子 エマルジョン（樹脂固形分＞　１０〜２０重量％（ｅ）
水　　　　　　　　　　　　　　１０〜２０重量％とか
らなるモルタル組成物にてライニングされていることを
特徴とする耐食モルタルライニング管にある。

以下、本発明の詳細な説明する。

本件発明のモルタル組成物はポルトランドセメント、骨
材、活性シリカ、顔料および合成高分子系エマルジツン
と水を必須成分として含Ｈしている。ポルトランドセメ
ントとしては普通ポルトランドセメント・早強ポルトラ
ンドセメントもしくは白色ポルトランドセメント等の使
用が可能であり、又、中庸熱、高炉セメントやアルミナ
セメント、超速硬セメントも有効である。

セメントの使用量は２０〜４０重量％でありセメントの
量が２０重量％より少ないと強度の低下が著しく又４０
重量％を超えると収縮量が大きくなる。使用する骨材と
しては本材料は通常１〜５ｍｍ厚で使用するために一般
に珪砂の３号、４号、５号、６号、７号等が用いられる
。

シリカは粉末状のものが使用されるが、細かい粉末で５
ｕｍ以下のものが好ましい。シリカとして例えばシリコ
ンやシリコン合金を製造する際に副生するシリカヒユー
ムやシリカ質ダスト等が好適に使用される。

シリカの使用量は３〜８重量％であり、耐久性。

耐水性を向、ヒするのに効果がある。

しかし３重量％より低いと効果がでず、又８重量％を超
えると水添加量が増大しかつモルタル組成物の流動性が
悪くなって作業性が大幅に低下する。

又、本願では必須ではないが顔料としてはユーザーの要
望により各種顔料を混入して目的の色とするが、本モル
タル組成物の場合は白色系の顔料（チタンホワイト）を
１〜４重量％混入するとコンクリート管等と近い仕上り
の色となる。

合成高分子系エマルジョン（樹脂固形分）は１０〜２０
重量％が好ましく、１０￥ｉ二％より低いと防水性能・
中性化性能、耐塩害・耐薬品性が不充分である。

しかし２０重量％を超えると、ヒ記性能は非常に良好で
あるが、モルタルの強度発現がおくれ、施工時の作業性
が非常に悪くなる。

水の添加量はユーザーの作業軟度に合わせて３３４ｉさ
れる。

合成高分子系エマルジョンとしては例えば、アクリル系
高分子エマルジョン・酢酸ビニル系高分子、エマルジヨ
ン・ＳＢＲ系高分子エマルジョン−エチレン−酢酸ビニ
ル系高分子エマルジョン・スチレン−アクリル系高分子
エマルジョンおよびエポキシ樹脂系高分子エマルジョン
等があるが、本件発明においては、エポキシ樹脂系エマ
ルジョンが好適である。このエポキシ樹脂系エマルジョ
ンは主剤と硬化剤で構成されており必須成分としては次
のものを含有している。

主剤はビスフェノールＡに大過剰のエビロルヒドリンを
アルカリの存在下で反応させて製造されるエポキシ当量
が１７０〜２７０の液状のビスフェノール系エポキシ樹
脂であって、当業者にとっては公知の方法で製造するこ
とができるものである。

これらの市場品としてはエボダイトＥＬ−１、エボダイ
トＥＬ−２（昭和高分子製）、エピコート８０Ｂ、エピ
コート８２８（油化シェルエポキシ製）、エボトー）Ｙ
Ｄ　−１１５、エボトートＹ　Ｄ　−１１７（東部化成
製）等がある。

硬化剤は水分散性もしくは水溶解性のポリアミドアミン
樹脂である。ポリアミドアミン樹脂は基本的には（１）
重合脂肪酸と　（２）ポリアルキレンポリアミンおよび
（３）その他の変性剤を用い１５０〜２５０℃で０．５
〜１５時間必要に応じては減圧下で反応して得られる。

（１）　　重合脂肪酸とは大豆油、綿実油、ナタネ油、
脱水ヒマシ油、トール油、アマニ油、ココナツ油、紅花
油、米ぬか油、牛脂、サワラ油の主成分であるリノール
酸、オレイン酸等をディールス・アドラー反応して得ら
れるダイア−酸を主成分として少量のトリマー酸とモノ
マー酸を含んだものである。

（２）　　ポリアルキレンポリアミンは、エチレンジア
ミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン
、テトラエチレンペンタミン等である。

（３）その他の変性剤としては、■酢酸、カプリル酸、
ステアリン酸、オレイン酸、安息香酸等のモノカルボン
酸あるいはオキザル酸、マレイン酸。

コハク酸、マゼライン酸、ジエチルマロン酸、アジピン
酸、イソフタール酸、テレフタール酸等のジカルボン酸
、■グリシン、β−アラニン、γ−アミノブチル酸、ε
−アミノカプロン酸の如きアミノ酸およびこれらのラク
タム類、■重合脂肪酸のエステル、■アクリロニトリル
、アクリル酸エステル、■イソホロンジアミン等の環状
脂肪族アミン、■キシレンジアミン等の芳香族アミン等
である。これらの水分散性もしくは水溶解性のポリアミ
ドアミン樹脂の市販品としてはＳＤＫ”ｌ。

ＳＤＫ”２（昭和ミニ−昭和高分子製）、トーマイド２
４５（ｇ士化成製）エビリンク３ＧＯ、エビリンク３８
０（アクゾ・ヘミー製）、アデカハードナーＥＨ−２０
３、アデカハードナーＥＨ−２０４Ｒ等があげられる。

エポキシ樹脂とポリアミドアミン樹脂の比率はエポキシ
樹脂のエポキシ当量とポリアミドアミン樹脂のアミン価
とポリマー組成に依って異なるが１００　：　８０〜１
００　：　２０程度であるが通常は　１００ニア０〜１
００　；　４０程度である。

本発明では上記のモルタル組成物をコンクリート管にラ
イニングするが適用するコンクリート管としてはコンク
リート、鉄筋コンクリート、繊維補強コンクリートから
なるコンクリート管の内周面あるいは内周面と外周面の
両面であり、さらにはセメントモルタルあるいは繊維補
強セメントモルタルを内周面にライニングしたモルタル
ライニング鋳鉄管あるいはモルタルライニング鋼管の内
周面である。

この場合、モルタル組成物の使用量は塗布面積当たり０
．７５ｋｇ／　ｎｆ　〜７．５　ｋｇ／ｒ＋ｆ　（塗り
厚、約０．５〜５ｍｍ）が好ましく、より好ましくは２
ｋｇ／Ｍ〜３ｋｇ／ゴ（塗り厚、約１．５〜２ｍｍ）で
ある。

０．７５ｋｇ未満では透水性能面からみて耐酸性能が落
ち、又７．５ｋｇ／ｃ−を超える場合は塗付は後、硬化
までの間にだれが生じる。

本件発明のモルタル組成物をコンクリート管等の外周面
にライニングする場合には製造工程中の車輪式遠心成形
において型枠に生コンクリートを投入する前にスプレー
又はフィーダーにて投入してもよく、脱型後の養生（例
えば湿潤養生）前でも養生後でもスプレー、ハケまたは
コテで塗付けけてもよい。養生後に塗り付けた場合には
外径寸法が規格に適うようにし、１４日、望ましくは２
８日間の自然養生をすることが好ましい。

又、本件発明のモルタル組成物をコンクリート管等の内
周面にライニングする場合には車輪式遠心成形において
生コンクリートを遠心力締固めの完了した後、遠心成形
しながらスプレーまたはフィーダーにて投入し、所定の
内径寸法に仕上げてもよく、蒸気養生、湿潤養生等の養
生の前後、あるいは中間にスプレー、ハケ、またはコテ
で塗り付けてもよい。蒸気養生後に塗り付けた場合には
、内径寸法が規格に適うようにし、１４日、望ましくは
２８日間の自然養生をすることが好ましい。

尚、本件発明の繊維補強コンクリートの繊維には耐アル
カリガラス繊維、ステンレスまたはスチール繊維、石綿
、岩綿等の無機繊維、ポリエチレンポリプロピレン、ビ
ニロン、アラミド炭素またはバルブ等の有機繊維または
有機、無機繊維を各種紐み合わせて使用したものをも含
む。

［実　施　例］ 以下本件発明の効果を明瞭にするための実施例について
説明するが本件発明の技術的範囲はこれに限定されるも
のではない。

実施例において使用したライニング用モルタル組成物は
第１表に記載したＡ、Ｂ、Ｃの３種類であり、合成高分
子系エマルジョンのみを変化させた。Ａは本件発明の組
成物であり配合Ｂ、　　Ｃは比較用で、Ｂは市販のエチ
レン−酢酸ビニル系高分子エマルジョン（略称ＥｖＡ）
、Ｃは市販のＳＢＲ型エマルジジン（略称５ＢＲ）を使
用した。

エポキシ樹脂系高分子エマルジョンＡの作り方は次の方
法である。ＳＤＫ”１　１５ｋｇを水６０ｋｇに溶解し
たポリアミドアミン水溶液にエボダイトＥＬ−１２５ｋ
ｇを加えハンドミキサーにて５分間撹拌し４０％のエポ
キシ樹脂とポリアミドアミン樹脂からなるエポキシ樹脂
系高分子エマルジョン１００ｋｇを得た。

第　　　１　　　表 遠心力鉄筋コンクリート管Ｃ形１５００φの遠心成形に
おいて生コンクリート投入前に、先に配合したＡ、Ｂ、
Ｃのモルタル組成物を鋼製型枠の内周面に２ｋｇ／ｄＣ
約１．５ａｍ厚）となるように投入した。その後、生コ
ンクリートを投入し締固めを行った後、再び先に配合し
たＡ、　Ｂ、　Ｃのモルタル組成物をフィーダーにて内
周面に２ｋｇ／ｄｃ約１．５ｍｍ厚）となるように投入
し、３分間締固め回転させた後、蒸気養生、脱型し、７
日間自然養生（約２０℃、約６５％Ｒ，Ｈ，）した。そ
の後、ダイヤモンドカッターにて約３０ｃｍ　Ｘ　３０
ａｎ　Ｘ　１１．２ｃｍ厚の板状に切り出し、切断面を
エポキシ樹脂でシールした試験片を作成し２０℃、Ｂ５
％Ｒ，Ｈ，の気中養生を３週間行った。その試験片なら
びに市販の遠心力鉄筋コンクリート管Ｃ形１５００φか
ら切り出した約３０ｃｍ　Ｘ　３０ｃｍ　Ｘ　Ｉｌ、２
ｃｍ厚の試験片りを用いて接着強度試験、耐食性試験、
中性化促進試験、および耐摩耗性試験を実施した。

〔接着強度試験〕

Ａ、Ｂ、Ｃの各サンプルに付き、材令３ケ月、１ケ年の
ものを建研式（建設省建材研究所方式）接芒力試験機に
より４ｃＩＩＩＸ４ＣＩ１１の鋼製アタッチメントにて
サンプル数５個を実施したものの平均値を以下の表に示
す。ただし第２表は外周ライニング面であり、第３表が
内周ライニング面である。

〔耐食性試験〕

先に作成した各種試験片を一定のｐｉ条件に自動調節可
能な薬品浸漬槽に２ケ年にわたり硫酸、塩酸および海水
による腐食試験を行った。

硫酸、塩酸はｐＨ４一定にし、海水は循環使用し、ｐＨ
は８であった。温度はいずれも２０℃で行った。

■　硫酸、および塩酸浸漬試験 本発明品のＡライニング試験片は、いずれも茶褐色に着
色したものの、表面硬度には、変化が見られなかった。

比較品Ｂ、Ｃをライニングした試験片は、６ケ月後には
、つなぎの役割をしているセメント分が表面から、溶け
てなくなり、砂と見られる層が手でこすっただけで剥離
した。

コンクリートそのものの試験片りは、１週間にして劣化
の進行が認められ、１ケ月で浸漬試験を中止した。

■　海水浸漬試験 ２ケ年海水に浸漬後、試験体を切断してその断面に０．
ＩＮ　　ＡｇＮＯ３溶液を噴霧して内周お上び外周から
白く着色（塩化銀）した深さを各々サンプル数３個に付
き測定した平均値を第４表に示す。

（以下余白） 〔中性化促進試験〕 各種試験体を中性化促進試験装置（４０℃、９０％Ｒ，
Ｈ，Ｃｏ２濃度１０％）内に入れ３ケ月経過後切断して
フェノールフタレイン溶液を散布して変色域を測定する
ことにより内周面および外周面からの中性化深さを求め
た。サンプル数は各々３個でありその平均値を第５表に
示す。

（以下余白） ＣＯ２濃度は大気中で０．０３％である故、４０℃。

９０％Ｒ，Ｈ，Ｃｏ２濃度ｌＯ％の促進条件で３ケ月の
試験は数百倍の苛酷な条件となる。

〔耐摩耗性試験〕

海水浸漬を２年実施した各種試験体を１００φに切抜き
試験体とした。この試験体をテーパー摩耗試験機により
内周面の耐摩耗性を試験した。ただし摩耗輪Ｈ２２、荷
ｍｔｏｏｏｒ、サイクル１０００回であり、第６表はサ
ンプル数３個の平均値である。

第　　　６　　　表 ［発明の効果］ 本件発明に係る耐食モルタルライニング管は、上水道、
下水道、工業用水道または海水用プラント配管として好
適な接着強度、耐食性を持ち、中性化反応、塩害からの
保護管となる。

又、本件発明で使用するモルタル組成物は湿り気を帯び
たコンクリート面にも、乾いたコンクリート面にも支障
なく塗布することができ、コンクリートと同様の水和反
応で硬化する。製造者はコンクリート管、モルタルライ
ニング鋳鉄管、モルタルライニング鋼管を通常の製造工
程内に、簡単な塗付は工程を付加するだけで生産性を落
すことなく耐食モルタルライニング管の製造が可能であ
り、工程の簡略化、短縮化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の耐食モルタルライニング管の製造に用
いる車輪式遠心成形機の説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コンクリート、鉄筋コンクリート、あるいは繊維補
   強コンクリートからなるコンクリート管の内周面が、あ
   るいはそれらのコンクリート管の内周面および外周面が
   、 またはセメントモルタル、あるいは繊維補強セメントを
   内周面にライニングしたモルタルライニング鋳鉄管、あ
   るいはモルタルライニング鋼管の内周面が、 （ａ）ポルトランドセメント２０〜４０重量％ （ｂ）骨材３０〜５０重量％ （ｃ）シリカ３〜８重量％ （ｄ）エポキシ樹脂系高分子 エマルジョン（樹脂固形分）１０〜２０重量％ （ｅ）水１０〜２０重量％ とからなるモルタル組成物にてライニングされているこ
   とを特徴とする耐食モルタルライニング管。 ２、請求項１記載のモルタル組成物がさらに１〜４重量
   ％の顔料を含むものである耐食モルタルライニング管。