(57)【要約】【課題】硬化速度が早く、短時間で芯管を取り外しても破損又は変形しない耐火円筒管を提供する。【解決手段】ＣａＣｌ２・Ｃａ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏで示される塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩を全固形分中に塩素量として０．１〜２．０質量％含有してなる繊維補強セメント組成物を硬化させて得られる耐火円筒管。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣａＣｌ２・Ｃａ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏで示される塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩を全固形分中に塩素量として０．１〜２．０質量％含有してなる繊維補強セメント組成物を硬化させて得られる耐火円筒管。
【請求項２】
塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩が、生石灰に塩素ガスを吸収させることにより得られるものである請求項１記載の耐火円筒管。
【請求項３】
塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩の供給源として、ゴミ焼却施設の排ガス中の塩素除去装置で使用された使用済みの生石灰を用いるものである請求項１又は２記載の耐火円筒管。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項記載の耐火円筒管を外管とし、その内側に合成樹脂製の内管を挿入してなる耐火二層管。
【請求項５】
内管が外管よりも長いものである請求項４記載の耐火二層管。
【請求項６】
ＣａＣｌ２・Ｃａ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏで示される塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩を全固形分中に塩素量として０．１〜２．０質量％含有してなる繊維補強セメント組成物と水を混合し、得られたスラリーをシート又はフィルム状として芯管に巻き取り、養生硬化後芯管を抜き取り、更に養生硬化することを特徴とする耐火円筒管の製造法。
【請求項７】
請求項１記載の耐火円筒管の内側に、合成樹脂製の内管を挿入することを特徴とする耐火二層管の製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩を配合した繊維補強セメント材料からなる耐火円筒管、及びその内側に合成樹脂製の内管を挿入してなる耐火二層管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、合成樹脂製の内管と不燃性材料からなる外管とを組み合わせた耐火二層管が、集合住宅等の排水管や換気管に広く使用されている。耐火二層管の内管は、塩化ビニル等の合成樹脂からなる管を用いており、耐薬品性、耐腐食性、内面平滑性、施工性等に優れるが、耐火性に劣るという欠点を有することから、不燃性の材料からなる外管でこれを被覆して当該欠点を補っている。このように耐火性を強化した材料を用いることによって、仮に集合住宅の１箇所で出火したとしても、排水管等を伝わって他の部屋へ延焼することが防止できる。
【０００３】
耐火二層管は、通常、先ず外管となる耐火円筒管が製造され、その外管に合成樹脂からなる内管を挿入することにより製造されている。
外管となる耐火円筒管は、繊維とセメント等からなる繊維補強セメントをシート或いはフィルム状とし、鉄等の芯管に所定の厚さまで巻き、硬化後芯管を抜き取って製造されている（例えば、特許文献１参照）。一例を、以下に示す（図１）。
【０００４】
すなわち、原料液スラリー１０が、フエルトコンべヤー９とスラリー流出ローラー１との間隙ｔから、フエルトコンべヤー９上に流出してフィルム１１を形成する。フィルム１１は矢印Ａの方向に進行しながら真空脱水ボックス８によって脱水され、所定の含水率となって芯管５に巻き取られる。芯管５は鉄等の管状であり、押さえローラー６，７によってフエルトコンべヤー９を介してローラー３に押圧される。芯管５に巻き取られたフィルム１１が所定の厚さの繊維補強セメント管１２となった時、次の芯管５と入れ替えられる。押さえローラー６，７は図示されない装置で上下動可能とされ、且つ所定の加圧力で芯管５を加圧できる構造となっていて、芯管５の入れ替え時は上方に持ち上げられる。芯管５に巻き取られた繊維補強セメント管は、破損又は変形を防止できる程度までセメントを硬化させるための一次養生が行われ、芯管５を取り外し、更に養生硬化して、耐火円筒管が製造される。
【０００５】
上記の方法において、一次養生工程は、巻き取られた繊維補強セメント管が破損又は変形することを防ぐために必要であるが、養生には養生設備やスペースの確保が必要であり、それに要する時間の生産量に見合った数の芯管を用意しておくことが必要である。従って、長時間を必要とすると、養生設備やスペース、芯管の購入、管理、保管等のコストが大きな負担となるという問題を生じる。
これまでに、６０℃程度で加温養生して、一次養生時間を短縮することが試みられているが、充分な効果を上げているとはいえない。
【０００６】
【特許文献１】
実公平５−２９８４１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、硬化速度が早く、短時間で芯管を取り外しても破損又は変形しない耐火円筒管を提供し、これを用いて効率よく且つ安価で耐火二層管を製造することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、耐火円筒管の素材となる不燃性の材料について、種々検討した結果、塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩を特定量配合した繊維補強セメント組成物を用いた場合に、硬化速度が早く、短時間で芯管を取り外しても破損又は変形しない耐火円筒管が得られ、その製造工程において、養生スペース及び養生期間中に必要とする芯管の数量を大幅に減らすことができることを見出した。そして、当該耐火円筒管を用いれば、効率よく且つ安価で耐火二層管を製造することができる。
【０００９】
すなわち本発明は、ＣａＣｌ２・Ｃａ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏで示される塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩を全固形分中に塩素量として０．１〜２．０質量％含有してなる繊維補強セメント組成物を硬化させて得られる耐火円筒管を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は上記耐火円筒管を外管とし、その内側に合成樹脂製の内管を挿入してなる耐火二層管を提供するものである。
【００１１】
また本発明は、ＣａＣｌ２・Ｃａ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏで示される塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩を全固形分中に塩素量として０．１〜２．０質量％含有してなる繊維補強セメント組成物と水を混合し、得られたスラリーをシート又はフィルム状として芯管に巻き取り、養生硬化後芯管を抜き取り、更に養生硬化することを特徴とする耐火円筒管の製造法を提供するものである。
【００１２】
また本発明は、上記耐火円筒管の内側に、合成樹脂製の内管を挿入することを特徴とする耐火二層管の製造法を提供するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の耐火円筒管は、ＣａＣｌ２・Ｃａ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏで示される塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩（以下、単に「塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩」ともいう）を、全固形分中に塩素量として０．１〜２．０質量％含有してなる繊維補強セメント組成物を硬化させて得られるものである。
【００１４】
繊維補強セメント組成物とは、繊維及びセメントを主成分とし、強度及び耐久性に優れたセメントをいう。
【００１５】
ここでセメントとしては、普通ポルトランドセメントの他、早強セメント、低熱セメント、中庸熱ポルトランドセメントなどが使用でき、その含有量は全固形分中に３０〜９５質量％、好ましくは５０〜８０質量％、特に５５〜７５質量％であるのが好ましい。セメントの含有量が３０質量％未満では十分な強度が得られず、９５質量％を超えると、亀裂が生じやすくなるため好ましくない。
【００１６】
繊維としては、石綿、木質パルプ、ガラス繊維、炭素繊維、ステンレス繊維、スチール繊維、ロックウール、セラミックファイバー、レーヨン、ポリビニルアルコール、アクリル、アラミド等の繊維が挙げられ、これらを単独又は併用して使用することができる。
繊維の含有量は、全固形分中に２〜１５質量％、好ましくは３〜１０質量％、特に４〜８質量％であるのが好ましい。繊維の含有量が２％未満の場合は十分な補強性が得られず、１５質量％を超えると成形性低下し、繊維の種類によっては耐火性能が低下するため好ましくない。
【００１７】
ＣａＣｌ２・Ｃａ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏで示される塩化カルシウム・水酸化カルシウムの複合塩は、通常酸化カルシウム（ＣａＯ）に塩素ガスを反応させて得られるものであり、粉末法Ｘ線回折におけるデータベースであるＪＣＰＤＳ（Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ  ｏｎ  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｓｔａｎｄａｒｄ）のカード番号２１０９９に収録されている物質である。
【００１８】
塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩の含有量は、全固形分中の塩素量として０．１〜２．０質量％、好ましくは０．２〜１．５質量％、特に０．３〜１．０質量％とするのが好ましい。このように、塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩を含有せしめることにより、セメントの硬化が促進され、短時間で芯管を取り外すことが可能となる。
一方、含有量が０．１質量％未満では硬化促進が不十分であり、２．０質量％を超えると原料スラリーのポットライフが短くなるため好ましくない。
【００１９】
本発明において、当該塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩は、必ずしも純粋なものである必要はなく、生成工程上未反応物として残る生石灰（ＣａＯ）やこれが吸湿して生じる消石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）が混在していても差し支えない。
すなわち、本発明においては、繊維補強セメントに配合する塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩の供給源として、ＣａＣｌ２・Ｃａ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏの他に、ＣａＣｌ２・Ｃａ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏを含有する物質、例えばゴミ焼却施設の排ガス中の塩素除去装置で使用された使用済みの生石灰（廃生石灰）等を用いることができる。ただし、この場合、Ｃｌ２の含有量が２質量％未満であると、これを必要量添加するためには塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩の添加割合が過大となり、最終強度が低下するため好ましくない。
【００２０】
塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩の粒子径は１．５ｍｍを超えると、硬化促進作用が不十分であり、かつ均一な製品が得られなくなるため好ましくない。従って、粒子径が１．５ｍｍを超える粒子を含む場合は粉砕処理を行い、１．５ｍｍ以下として使用する。
【００２１】
本発明の繊維補強セメント組成物には、上記のセメント、繊維及び塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩の他に、充填材として炭酸カルシウム、珪石、タルク、ベントナイト、セピオライト、雲母、ワラストナイト、アルミナ、ムライト等の無機粉末を適宜添加することができる。特に、斯かる無機粉末を全固形分中に５〜４０％含有せしめることが、乾燥収縮によるひび割れを防止したり、耐熱性を向上させることができる点で、好ましい。
また、同一製品のスクラップ粉末（端材等を１ｍｍ以下の粒子径に粉砕したもの）を添加することもできる。
スクラップ粉末の添加割合は上記充填材との合量で全固形分に対し４０％を超えない範囲で使用できる。
【００２２】
本発明の耐火円筒管は、公知の方法（特許文献１等）により製造すればよく、例えば、原料スラリーをフローオン式抄造機や丸網式抄造機等により抄造してシート又はフィルム状とし、鉄等の芯管に所定の厚さまで巻き取り、一次養生硬化を行った後、芯管を取り外し、更に本養生により硬化させて製品とすることができる。
【００２３】
原料スラリーは、上記の繊維、セメント、塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩、充填材、スクラップ等を公知の方法に従い、水に分散混合して調製すればよい。当該スラリーは、原液のまま、あるいは希釈水を加え濃度調整し、製造装置（例えば、フローオン式抄造機（図１）、丸網式抄造機等）に供給される。
製造装置に供給される原料スラリーの濃度は２〜２０質量％、好ましくは３〜１０質量％である。
【００２４】
一次養生は、常温養生でも加温養生の何れも可能であるが、加温養生の方が芯管の抜き取りができる強度まで硬化する時間がより短縮されるため好ましい。加温は４０〜９０℃のスチーム加温とすることが好ましい。
本養生の条件は特に限定されるものではなく、常温養生あるいは大気圧下でのスチーム加温養生、あるいはオートクレーブ養生等、目的とする品質に応じて適宜選択可能である。
本発明の繊維補強セメントを材料とする成形体は、いずれの養生においても、１〜１．５時間と短時間の養生で、芯管を取り外しても破損又は変形しないものである。
【００２５】
斯くして得られる耐火円筒管は、耐火二層管の外管、煙突や排気筒として使用することができる。
耐火二層管は、当該耐火円筒管の内側に、合成樹脂製の内管を挿入することにより製造できる。尚、内管である合成樹脂製の管は汎用品を使用すればよく、内管と外管の固定方法等については公知の方法（例えば、特開平１１−２３０４２８号公報、特開２０００−２９１８４１号公報等）に従って行えばよい。
合成樹脂製の内管は、外管をなす耐火円筒管よりも若干長く、また、内管の外径は、外管の内径より若干小さくして容易に内管を外管に挿入できるようにするのが好ましい。内管を外管よりも若干長くするのは、耐火二層管を施工する際に外管を切断せずにそのまま使用するためのであり、また内管と外管との間に若干の隙間を設けることにより、熱湯等を排水した際に生じる合成樹脂製内管の熱膨張を吸収して、不燃性の外管に応力が及ぶことを防止できる。
【００２６】
【実施例】
実施例１〜２、比較例１〜５
（１）ＣａＣｌ２・Ｃａ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏとして、ゴミ焼却施設の排ガス中の塩素除去装置で使用された粒子径５ｍｍの廃生石灰を用いた。
粉末Ｘ線回折により、当該廃生石灰には、ＣａＣｌ２・Ｃａ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏで示される塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩、生石灰（ＣａＯ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、及び水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）が同定された。
また、これを８５０℃−３時間加熱して結晶水及び炭酸ガスを取り除いた際の強熱減量は４０％であった。
また、これをエネルギー分散型蛍光Ｘ線分析装置を用いて検量線法により分析した。その結果、塩素（Ｃｌ２）含有量は強熱減量ベースで７．８質量％であった。従って、入手状態での塩素（Ｃｌ２）含有量は４．７質量％である。
【００２７】
（２）次に上記の粒子径５ｍｍの廃生石灰を粒子径が１．５ｍｍ以下となるように粉砕し、表１に示す配合に従って、固形分濃度１５質量％の原料スラリーを調製した。さらにこのスラリーをプレス成形用モールドに入れ、１０ＭＰａの圧力で脱水成形し、４ｃｍ×１６ｃｍ×６ｍｍ厚さの成形体を作製した。次にこの成形体を６０℃でスチーム養生を行い、０時間、１時間、２時間、３時間及び４時間後にスパン１２０ｍｍ、荷重試験機のクロスヘッド速度２ｍｍ／分で中央一線荷重による曲げ強度を測定した。
【００２８】
その結果、廃生石灰を添加したものは１時間の養生でセメントの硬化促進が認められ、強度が大幅に増大したが、無添加ものはまだ硬化が不十分であり、廃生石灰を添加したものと同等の強度を得るには４時間を要した。
尚、上記の硬化促進現象は、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）、あるいは廃生石灰の前駆体であり、かつ未反応物として含まれる酸化カルシウム（生石灰：ＣａＯ）を単独あるいは複合塩と同一組成となるように組み合わせて添加しても同様の硬化促進現象は認められなかった。
従って、廃生石灰による上記の硬化促進現象は、廃生石灰中の塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩（ＣａＣｌ２・Ｃａ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏ）によるものと判断される。
【００２９】
次に、上記成形体を更に２０℃で２週間養生後、６０℃で乾燥したものについて、同様に曲げ強度を測定し、更にＪＩＳ  Ａ  ５４３０に規定される吸水による長さ変化率試験方法に従い、吸水による長さ変化率を測定した。
その結果、廃生石灰を添加したものは無添加のものと同等の曲げ強度と吸水による長さ変化率を示した。即ち、廃生石灰を添加することにより、最終物性に何ら悪影響を及ぼすことなく一次養生における硬化が促進されることを確認した。
【００３０】
【表１】
2004360787.tif 000002
【００３１】
実施例３〜４、比較例６〜１０  耐火円筒管の製造
表２に示す配合の原料と水を混練して固形分濃度７質量％原料スラリーを調製し、これを第１図に示すフローオン式抄造機で厚さ約０．５ｍｍのフィルムを抄造し、これを直径１５０ｍｍの鉄製芯管に巻き取り、長さ２ｍ、内径１５０ｍｍ、厚さ６ｍｍの繊維補強セメント管のグリーンボディを得た。
これを芯管とともに６０℃で１時間、２時間、３時間及び４時間スチーム養生を行った後、芯管を取り外し、耐火円筒管を得た。
その結果、廃生石灰を添加したものは１時間の養生で十分硬化しており、芯管を取り外す際の破損はなく、取り外し後の変形もなかった。
しかし、無添加あるいは塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）単独及び生石灰（ＣａＯ）単独を添加したものは３時間でも硬化が不十分であり、芯管取り外しにより破損及び変形が見られた。問題なく芯管を取り外すためには４時間以上の一次養生が必要であった。
これにより、塩化カルシウム・水酸化カルシウム複合塩（ＣａＣｌ２・Ｃａ（ＯＨ）２・Ｈ２Ｏ）の添加により、短時間で芯管を取り外しても破損又は変形しない耐火円筒管が得られることが確認された。
【００３２】
【表２】
2004360787.tif 000003
【００３３】
【発明の効果】
本発明の耐火円筒管は、硬化速度が早く、短時間で芯管を取り外しても破損又は変形しないことから、その製造工程において、養生スペース及び養生期間中に必要とする芯管の数量を大幅に減らすことができる。従って、当該耐火円筒管を用いれば、効率よく且つ安価で耐火二層管を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、繊維補強セメント管製造装置の側断面図である。
【符号の説明】
１．原料液スラリー流出ローラー
２．ローラー
３．ローラー
４．ローラー
５．芯管
６．押さえローラー
７．押さえローラー
８．真空脱水ボックス
９．フエルトコンベヤー
１０．原料液スラリー
１１．フィルム
１２．繊維補強セメント管
１３．原料液バット
１３ａ．パッキング
【図１】
2004360787.tif 000004