JPS642834B2

JPS642834B2 -

Info

Publication number: JPS642834B2
Application number: JP58130619A
Authority: JP
Inventors: Eiji Maruyama; Kazuo Uchida
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 1983-07-18
Filing date: 1983-07-18
Publication date: 1989-01-18
Also published as: JPS6023687A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はセメント系注入材組成物およびそれを
用いる埋設管補修工法に関するものであり、特に
は水道管等の既設（埋設）金属管の老朽化対策と
して埋設状態のままで簡便に補修することができ
る工法の提供を目的とする。鋳鉄製、鋼製等の配水管、導水管、発電用水圧
管、ガス管等の埋設管に関し、老朽化した場合あ
るいは亀裂が生じた場合等の補修工法として、パ
イプクリーニング工法の一種であるパイプリバー
ス工法が知られている。この工法は埋設管内部に
口径の小さいポリエチレン管を挿入してその埋設
管（本管）内面とポリエチレン管外面との間に一
定の空隙部を形成させ、ここにセメント系注入材
を注入（圧入）して硬化させることにより、本管
―セメント層―ポリエチレン管からなる３層構造
に強化補修する工法である。上記のごときパイプリバース工法に使用される
セメント系注入材については、流動性にすぐれ注
入（圧入）が容易であること、ブリージング現象
等の材料の分離が少ないこと、硬化後の材料強度
が大きく、埋設管内面との接着力にすぐれている
こと、また硬化後に収縮亀裂を発生しないこと等
の性能が要求される。現在、これらの目的のために、セメントと水と
からなるセメントミルクにベントナイトを添加し
たセメント系注入材組成物を使用することが試み
られている。しかしベントナイトの添加は、その
懸濁性能とチクソトロピー性により、注入材の流
動性の改善にある程度の効果はあるものの、この
注入材組成物を静置状態で放置すると浮水が多く
材料が分離する、また注入後の材料の強度低下が
あり、埋設管との接着力が低下する等の問題が生
じる。本発明者らはこのような技術的課題にかんがみ
鋭意研究を重ねた結果、セメントと水とからなる
セメントミルク（もしくはセメントペースト）に
水溶性セルロース単独または水溶性セルロースエ
ーテルとセメント分散剤、消泡剤を添加すること
によりすぐれたセメント系注入材組成物が得られ
ること、そしてこの注入材組成物を用いることに
より埋設管の補修工事が容易に行われることを確
認し本発明を完成した。本発明によれば上記した添加剤成分を使用する
ことにより、保護コロイド性と分散性が付与され、セメン
ト系注入材組成物を調製後静置状態で放置して
も浮水の発生がなく、セメント成分が沈降せ
ず、材料の分離が激減する。材料の流動性がすぐれ、圧入（注入）作業が
容易となり、かつ材料の分離がないため圧入工
程時に材料の閉塞等のトラブルもなくなる。粘性とチクソトロピー性が付与されるため、
注入後の材料と既設管（埋設管）内面との密着
性が強くなり、硬化後の接着力が大巾に向上
し、本管とセメント層とポリエチレン管の３層
構造が強固に一体化する。さらに、減水分散効果により、水／セメント
比の少ない条件下でも良好な流動性を示し、そ
の結果硬化後の材料強度が増強しかつ亀裂の発
生もなくなる。などきわめて注目すべき効果がもたらされる。以下本発明を詳しく説明する。本発明に使用される(イ)水溶性セルロースエーテ
ルは、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキル
セルロース、ヒドロキシアルキルアルキルセルロ
ースに代表されるが、これらのセルロースエーテ
ルの望ましい置換基（炭素原子数）およびその置
換度としては、アルキル基が炭素原子数１〜２個
で無水グルコース単位当りの置換度（DS）が1.0
〜2.5（好ましくは1.3〜2.0）であるアルキルセル
ロース、ヒドロキシアルキル基が炭素原子数２〜
４個で無水グルコース単位当りのモル置換度
（MS）が1.0〜3.5（好ましくは1.5〜2.5）であるヒ
ドロキシアルキルセルロース、ヒドロキシアルキ
ル基が炭素原子数２〜４個で無水グルコース単位
当りのモル置換度（MS）が0.05〜2.0であり、ア
ルキル基が炭素原子数１〜２個で無水グルコース
単位当りの置換度（DS）が0.5〜2.5であるヒドロ
キシアルキルアルキルセルロースであり、また粘
度はいずれについても２％水溶液での20℃におけ
る値が15〜100000CPSであるものが好ましい。このようなセルロースエーテルとしては、メチ
ルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒ
ドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチル
メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセ
ルロース、ヒドロキシブチルメチルセルロース、
ヒドロキシエチルエチルセルロース、ヒドロキシ
ブチルエチルセルロース等が例示される。上記したセルロースエーテルのうちでもヒドロ
キシアルキルアルキルセルロースが高い保護コロ
イド性と保水性を示し、ブリージング現象等の材
料の分離防止にすぐれた効果があり、特にはヒド
ロキシプロピルメチルセルロースがこの点ですぐ
れたものである。本発明においては、要すれば、上記(イ)水溶性セ
ルロースエーテルと共に、(ロ)セメント分散剤およ
び(ハ)消泡剤が使用される。この(ロ)セメント分散剤
としては、リグニンスルホン酸塩を主成分とする
もの、ポリオキシエチレンアルキルアリールエー
テルを主成分とするもの、ポリオール複合体を主
成分とするもの、芳香族多環縮合物のスルホン酸
塩を主成分とするもの、水溶性メラミンホルマリ
ン樹脂（メチロールメラミン）のスルホン酸塩を
主成分とするものなどが例示される。これらのう
ちでも特にリグニンスルホン酸塩系の分散剤が前
記の水溶性セルロースエーテルとの併用使用にお
いて材料の流動性を損なうことなく分散効果を発
揮し、かつ減水効果ももたらされるという点です
ぐれている。(ロ)成分の使用割合は(イ)成分100重量
部に対して０〜300重量部であり、好ましくは50
〜250重量部である。 (ハ)消泡剤としてはアルカリ性に強いポリオキシ
エチレン―ポリオキシプロピレンブロツクコポリ
マー、ノニオン系特殊配合物、高級アルコール、
リン酸トリブチル、シリコーンなどが例示され
る。特にはポリオキシエチレン―ポリオキシプロ
ピレンブロツクコポリマーを主成分とするものが
望ましい。これらの消泡剤を使用することによ
り、セメント注入材への空気連行性を抑制し、硬
化後の材料強度の増強、接着力の向上がもたらさ
れるが、上記のうちでも特にポリオキシエチレン
―ポリオキシプロピレンブロツクコポリマー系の
消泡剤が好ましい。(ハ)成分の使用割合は(イ)成分
100重量部に対して０〜100重量部であり、好まし
くは20〜50重量部である。以上述べた添加剤の使用量は、(イ)成分単独の場
合はその量で、また(ロ)および(ハ)成分を併用した場
合は(イ)成分とそれらとの合計量で、セメント100
重量部当り0.01〜10重量部（好ましくは0.05〜３
重量部）の範囲とすることが必要とされる。0.01
重量部よりも少ないと効果が小さく、また10重量
部を越えて多量に添加すると、セメント系注入材
の粘性が著しく増大し、かつ管壁との粘着力が強
まり、その結果注入時に大きな圧力を要し、施工
が困難になるという問題を生じる。添加剤の添加方法としては、セメントにドライ
ブレンドするか、あるいは添加水にあらかじめ溶
解して添加する方法などいずれでもよい。なお、上記添加剤と共にベントナイト等の無機
質添加剤を加えることは差支えなく、また既設管
とその中に挿入したポリエチレン管との間隙が大
きい場合の施工においては、粒度の細かな骨材た
とえばけい砂、寒水石、スラグ、アルミナシリカ
系微小球等を加え、モルタルとした注入材組成物
であつてもよい。つぎに本発明のセメント系注入材組成物を用い
て埋設管を補修する工法について説明する。まず、施工区間を断水し、曲管、Ｔ字管等の
箇所を掘削し切管する。この後埋設管内面のサ
ビ等をクリーニングし除去する。クリーニングされた埋設管内部にポリエチレ
ン管等のプラスチツク管を挿入する。１スパン
は約100ｍを標準として掘削切管した後、反対
側のウインチにワイヤロープを継ぎ、切管口よ
り引き込み挿入する。切管撤去した既設管は新管に取替えて、連
結・復旧する。連絡部分には特殊短管と短管に
ツバ短管をはさみ既設に連絡する。注入に先立ち、挿入されたポリエチレン管に
水を張り内圧を２Kg／cm²程度に調整する。特殊
短管の貫孔とグラウトミキサーに直結したグラ
ウテイングポンプとを連結し、埋設管とポリエ
チレン管間隙に本発明によるセメント系注入材
組成物であるセメントミルクを注入する。本発明による注入材組成物を用いて注入した場
合、注水後にセメントミルクの材料分離がなく一
回の注入で埋設管とポリエチレン管の間隙に完全
に充填が可能となる。このことは一回目の注入が
終了後一定時間（30分〜２時間）経過し、再び同
一のセメントミルクを注入した時、吐出口より流
出したセメントミルクの比重は注入口より注入し
たセメントミルクの比重と同じであり、一回目の
注入材料に浮水等の材料分離の現象がないことが
確認された。この結果、施工性が大幅に改善さ
れ、施工時間が短縮されるという効果がもたらさ
れた。これに対して従来のベントナイトを添加したセ
メント系注入を用いた場合、注入後時間が経過す
ると管内部に浮水が生じ、一定時間後（30分〜60
分）、二回目、三回目の注入を行い、管内部の浮
水を吐出口より排出しながら、セメントミルクの
注入をくりかえすという工程が必要となる。この
結果一工区の施工時間が大幅に延長するという問
題を生じている。つぎに具体的実施例をあげる。ただし各実施例
において使用した添加剤は下記のとおりのもので
ある。〇ベントナイト……250メツシユパス品（日本
ベントナイト(株)製）〇水溶性セルロースエーテル……メトローズ
90SH―30000（信越化学工業(株)製）〇セメント分散剤……ポゾリス5L（日曹マスタ
ービルダーズ(株)製）〇消泡剤……SN―14HP（サンノブコ(株)製）実施例１セメント系注入材の分離状況を調べる目的で、
混練された材料をただちに500mlメスシリンダー
中に入れて静置し、ブリージング水量（浮水量）
を測定した。また、この材料の流動性を調べる目的で、フロ
ー試験を行つた。ただしフローコーンは42.5mmφ
×30mmＨのリングとし、無振動下での材料の広が
り幅を測定した。材料の調整はセメントと添加剤をあらかじめ混
合しミキサー中に投入し、水を加えて２分間混練
した。ミキサーはJIS R5201に規定するモルタル
ミキサーを使用した。結果を第１表に示す。

【表】＊添加剤使用量はセメントに対する重量％
実施例２セメント系注入材の添加剤組成として本発明に
よるセルロースエーテル系添加剤とベントナイト
を併用した場合の効果と、添加剤の添加方法とし
てセメントと粉末混合した場合と、水に溶解し添
加した場合の違いについて調べた。ブリージング試験、フロー試験は実施例１と同
様の方法で行つた。結果を第２表に示す。

【表】＊添加剤、ベントナイト使用量はセメントに
対する重量％
実施例３セメント系注入材の強度を下記の条件で測定し
た。測定装置；アムスラー型圧縮試験機供試体寸法；４×４×16cm 供試体の養生と材令；20℃、85％RH気中養生
材令28日材料の調整は実施例１と同様の方法とした。結果を第３表に示す。

【表】添加剤：ベントナイト
実施例４本発明による添加剤とベントナイトを添加した
注入材を用いて下記の条件で施工実験を行つた。〇注入距離 80ｍ〇埋設管内径；450m/mφ 〇ポリエチレン管径；420m/mφ 〇水圧；1.8Kg／cm² 〇注入材組成

【表】

【表】材料の混練は、セメントと添加剤をあらかじめ
混合した後、グラウドミキサーを用いて水を加え
て混練した。最初の注入が終了した後１時間経過した時点で
２回目、２時間経過した時点で３回目の注入を行
い、吐出口より流出するセメントミルクの比重と
注水量を測定し、注入材の内部の充てん状態を調
べた。結果を第４表に示す。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１セメント100重量部に対して、(イ)水溶性セル
ロースエーテル100重量部、(ロ)セメント分散剤０
〜300重量部および(ハ)消泡剤０〜100重量部からな
る添加剤を0.01〜10重量部および水50〜100重量
部加えてなるセメント系注入材組成物。２埋設管の内部にプラスチツク管を挿入してそ
の埋設管内面とプラスチツク管外面と間に空隙部
を形成せしめ、この空隙部に、セメント100重量
部に対して、(イ)水溶性セルロースエーテル100重
量部、(ロ)セメント分散剤０〜300重量部および(ハ)
消泡剤０〜100重量部からなる添加剤を0.01〜10
重量部および水50〜100重量部加えてなるセメン
ト系注入材を注入し硬化させることを特徴とする
埋設管補修工法。