(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管体１内に未硬化のモルタルｍを供給し、その管体１を回転手段１０により管軸周りに回転させながらその回転に伴う遠心力により前記モルタルｍを前記管体１の管軸に近い側のセメントペースト層２ａと管軸から遠い側のセメントモルタル層２ｂとに分離させるとともに、前記管体１に、前記回転手段１０による回転に加えて加振手段２０による振動を付与することにより前記モルタルｍを締め固めるモルタルライニング管の製造方法において、
前記未硬化のモルタルｍを供給した後における前記加振手段２０による振動は、前記セメントペースト層２ａと前記セメントモルタル層２ｂとが分離された後にのみ付与されることを特徴とするモルタルライニング管の製造方法。
【請求項２】
前記未硬化のモルタルｍを供給した後、前記加振手段２０による振動を付与する前において、前記回転手段１０として、駆動ローラ１１とその駆動ローラ１１を回転させる駆動装置１２と、前記駆動ローラ１１上に載置された前記管体１の外周面に当接する押えローラ１３とが用いられ、前記押えローラ１３はその外周に樹脂層１４又はゴム層１４が設けられており、前記樹脂層１４又はゴム層１４が前記管体１の外周面に当接することを特徴とする請求項１に記載のモルタルライニングの製造方法。
【請求項３】
前記加振手段２０により振動を付与する際において、前記回転手段１０として、駆動ローラ１１とその駆動ローラ１１を回転させる駆動装置１２とが用いられ、前記加振手段２０は、前記駆動ローラ１１上に載置された前記管体１の外周面に当接する加振ローラ２１を備え、その加振ローラ２１を介して前記管体１に振動が付与されることを特徴とする請求項２に記載のモルタルライニング管の製造方法。
【請求項４】
前記加振手段２０により振動を付与する際において用いられる前記駆動ローラ１１及び前記駆動装置１２は、前記未硬化のモルタルｍを供給した後、前記加振手段２０による振動を付与する前において用いられる前記駆動ローラ１１及び前記駆動装置１２と同一のものであることを特徴とする請求項３に記載のモルタルライニング管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、上下水道などに用いられているダクタイル鋳鉄管、鋼管などに内面防食用としてセメントモルタル（以下、単に「モルタル」という）をライニングしたモルタルライニング管の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、上下水道管等として用いられているダクタイル鋳鉄管、鋼管等からなる管体は、その内面に防食性を向上させる目的でモルタルライニングを施している。
【０００３】
モルタルライニングは、例えば、図６（ａ）に示すように、駆動装置５の動力によって回転する駆動ローラ３と、その駆動ローラ３に併設した回転ローラ３’上に前記管体１を載せて、その駆動ローラ３の回転を管体１に伝達することにより、管体１を管軸周りに回転させる。
【０００４】
回転している管体１内にモルタル注入用のランス４を挿入し、そのランス４と管体１とを管軸方向へ相対移動させながら、管体１の内面全体にモルタルｍを供給していく。
ランス４から供給されるモルタルｍは、一般的には、セメント、細骨材、水などを混合してスラリー状としたものが用いられる。
【０００５】
管体１内にモルタルｍが供給された後、管体１は、図６（ｂ）に示す回転手段１０上に移送される。回転手段１０によって管体１が回転することにより、モルタルｍが、遠心力の作用によって管体１の内面に沿って均一に締め固められてモルタルライニング層２を形成していく。
なお、図６（ｂ）では、回転手段１０として、駆動装置１２の動力によって回転する駆動ローラ１１と、その駆動ローラ１１に併設した回転ローラ１１’を用いている。それらのローラ１１，１１’上に前記管体１を載せて、前記駆動ローラ１１の回転を管体１に伝達することにより、その管体１を管軸周りに回転させている。
【０００６】
モルタルライニング層２は、水和反応により硬化乾燥していく過程において、水分の蒸発も含めて収縮を伴う。また、比重の違いによって生じる遠心力の効果の差により、図５（ａ）に示すように、細骨材をあまり含まない内側（管体１の管軸に近い側）のセメントペースト層２ａと、細骨材を相対的に多く含む外側（管体１の内面に近い側）のセメントモルタル層２ｂとに分離した状態となっている。
【０００７】
ここで、通常、セメントとしては、ポルトランドセメント、フライアッシュセメントなどが用いられ、細骨材としては、例えば、日本水道協会規格ＪＷＷＡＡ１１３「水道用ダクタイル鋳鉄管モルタルライニング」に規定されているような粒度を有する砂が用いられる。モルタルの配合については、用途に応じて適宜に設定されるが、例えば、セメントと細骨材の質量混合比は１：１．５〜１：３．５が好ましい。また、セメントと水の質量混合比は成形方法、細骨材の大きさなどにより異なるが、例えば、１：０．３〜１：１が好ましい。
【０００８】
モルタルライニング層２の形成が終わった管体１は、所定の乾燥、養生が施される。養生は、自然養生、蒸気養生などの手法が挙げられる。
その養生後、モルタルライニング層２の内面にシールコートが施されるのが通例である。特に、水道用に用いられる管体１の場合は、水道水のｐＨ上昇の観点からシールコートを用いることが好ましい場合もある（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
なお、モルタルライニング層２をより緻密に締め固めるために、管体１を高速で回転させるとともに適度な微振動を与える技術が開示されている。（例えば、特許文献２参照）。
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−３１５４１３号公報
【特許文献２】特開昭６０−２２９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記モルタルライニング管の製造方法によれば、モルタルｍ供給後の管体１の高速回転により、モルタルライニング層２は、細骨材をあまり含まない内側（管体１の管軸に近い側）のセメントペースト層２ａと、細骨材を相対的に多く含む外側（管体１の内面に近い側）のセメントモルタル層２ｂとに分離する。
【００１２】
このとき、モルタルライニング層２をより緻密に締め固めるために、管体１に振動を与えると、その振動により、一部の骨材がセメントペースト層２ａの表面（内面）に浮き出る場合がある（図５（ｂ）参照）。
【００１３】
この浮き上がり現象の原因は不明であるが、ごく一部の骨材が浮き上がりやすい位置にあるためではないか、と考えられる。この骨材の浮き上がりやすさの差異は、例えば、管体１の公差内における微小な管軸方向への湾曲や、同じく公差内における断面の歪み（楕円）などの要素が考えられる。
セメントペースト層２ａの表面に骨材が浮き上がると、美観が劣るので好ましくない。
【００１４】
特に、養生後にシールコートを施す場合は、その骨材の浮き上がり箇所においてシールコートの塗装状態が一様にならず、凹凸が生じて美観を損ねるという問題がある。
シールコートの塗装状態はできるかぎり一様であることが望ましい。
【００１５】
そこで、この発明は、モルタルライニング層をより緻密に締め固めするとともに、骨材の浮き上がりを防止することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、この発明は、管体内にモルタルを供給した後におけるモルタルライニング施工を二段階に分けて行い、第一段階では管体に振動を与えずに遠心力によるセメントペースト層とセメントモルタル層との分離を優先し、第二段階では管体に振動を与えてセメントモルタル層の締め固めを行うようにしたものである。
【００１７】
このようにすれば、図５（ａ）に示すように、管体に要求される緻密な締め固めを確保しつつ、且つ表面への骨材の浮き上がりを防止することができることが確認できた。
すなわち、振動によるモルタルの締め固めは、ある程度モルタルの固化が進んだ状態（第一段階が終了した後の状態）から開始しても、その効果が期待できることが確認できた。
また、管体内に未硬化のモルタルを供給する際に、管体に対して僅かな振動を付与して管内面全体にモルタルを行き渡らせるようにすることは差し支えない。
【００１８】
また、この構成によれば、前記管体への振動の付与は第二段階でのみ行えばよいので、従来と比較して管体に振動を与えるトータルの時間が相対的に減少させることができる。
この減少により、その管外面へのローラの接触による損傷や、あるいは振動を伴った施工時における騒音発生時間を低減できるようになる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明は、モルタルライニング層をより緻密に締め固めするとともに、骨材の浮き上がりを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
この発明の具体的な実施形態として、管体内に未硬化のモルタルを供給し、その管体を回転手段により管軸周りに回転させながらその回転に伴う遠心力により前記モルタルを前記管体の管軸に近い側のセメントペースト層と管軸から遠い側のセメントモルタル層とに分離させるとともに、前記管体に、前記回転手段による回転に加えて加振手段による振動を付与することにより前記モルタルを締め固めるモルタルライニング管の製造方法において、前記未硬化のモルタルを供給した後における前記加振手段による振動は、前記セメントペースト層と前記セメントモルタル層とが分離された後にのみ付与されることを特徴とするモルタルライニング管の製造方法を採用し得る。
【００２１】
この構成において、前記未硬化のモルタルを供給した後、前記加振手段による振動を付与する前において、前記回転手段として、駆動ローラとその駆動ローラを回転させる駆動装置と、前記駆動ローラ上に載置された前記管体の外周面に当接する押えローラとが用いられ、前記押えローラはその外周に樹脂層又はゴム層が設けられており、前記樹脂層又はゴム層が前記管体の外周面に当接する構成を採用し得る。
【００２２】
このようにすれば、管体の外面に樹脂層又はゴム層が当接するので、より良好に管体の振動を排除し骨材の浮き上がりを防止し得るとともに、金属製のローラが管体に直接触れる場合と比較して、管体への傷の発生や塗膜の損傷を抑えることができる。なお、樹脂層の素材としては軟質の樹脂が、ゴム層の素材としてはウレタンゴムが好ましい。
【００２３】
前記加振手段により振動を付与する際において、前記回転手段として、駆動ローラとその駆動ローラを回転させる駆動装置とが用いられ、前記加振手段は、前記駆動ローラ上に載置された前記管体の外周面に当接する加振ローラを備え、その加振ローラを介して前記管体に振動が付与される構成を採用し得る。
【００２４】
また、前記加振手段により振動を付与する際において用いられる前記駆動ローラ及び前記駆動装置は、前記未硬化のモルタルを供給した後、前記加振手段による振動を付与する前において用いられる前記駆動ローラ及び前記駆動装置と同一のものとなる構成を採用し得る。
【００２５】
このようにすれば、遠心力によりセメントペースト層とセメントモルタル層とを分離させる工程においては、駆動ローラに加えて押えローラを用いて管体の回転を行い、その後の加振手段による振動を付与する工程では、押えローラに代えて又は加えて加振ローラを管体に当接させることにより管体に振動を付与することができる。
このため、回転手段は、前記両工程で共通のものを用いることができるので、その工程間で管体の移動を伴わないようにできる。
【実施例】
【００２６】
この発明の実施例を図面に基づいて説明する。この実施例のモルタルライニング管の製造方法は、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す順序で、ダクタイル鋳鉄管の管体１内にモルタルライニング施工を行うものである。
【００２７】
図１（ａ）は、管体１内にモルタルｍを供給する工程を示す（図４に示す工程Ａ参照）。
この工程Ａでは、駆動力によって回転する駆動ローラ３と、その駆動ローラ３に駆動力を供給する駆動装置５、及び前記駆動ローラ３に併設された回転ローラ３’とで回転手段を構成している。
【００２８】
図２は、工程Ａで用いる装置の詳細図で、一定の距離を隔てて並列する前記対のローラ３，３’間に管体１が載置できるようになっている。対のローラ３，３’は、管体１の軸方向両端にそれぞれ配置されている。管体１を対のローラ３，３’上に載せて、その駆動ローラ３から伝わる回転力により管体１を管軸周りに回転させることができる。
【００２９】
なお、図中に示すように、前記対のローラ３，３’の一方にのみ駆動装置５の動力が伝達されるようにしてもよいし、前記対のローラ３，３’の両方に駆動装置５の動力が伝達されるようにしてもよい。また、この実施例では、対のローラ３，３’として鉄製のローラを使用しているが、他の素材のローラ３，３’を用いることは差し支えない。
【００３０】
工程Ａでは、図２に矢印aで示すように駆動ローラ３を回転させることにより、管体１を矢印ｂで示すように、その管軸周りに比較的低速で回転させる。
【００３１】
管体１を回転させながら、モルタル注入台車６を矢印ｃ方向に移動させることにより、管体１内にモルタル注入用のランス４を挿入する。ランス４と管体１とを管軸方向へ相対移動させながら、管体１の内面全体にモルタルｍを供給していく。
【００３２】
管体１の内面全体にモルタルｍが行き渡ったら、つぎに、管体１を別の回転手段１０上に移動させる。ここでは、管体１をその管軸周りに比較的高速で回転させ、その遠心力により、モルタルｍをセメントペースト層２ａとセメントモルタル層２ｂとに分離させるものである（図４に示す工程Ｂ参照）。
この工程Ｂでは、駆動力によって回転する駆動ローラ１１と、その駆動ローラ１１に駆動力を供給する駆動装置１２、及び前記駆動ローラ１１に併設された回転ローラ１１’とで回転手段１０を構成している。
【００３３】
図３は、工程Ｂで用いる装置の詳細図で、一定の距離を隔てて並列する対のローラ１１，１１’間に管体１が載置できるようになっている。対のローラ１１，１１’は、管体１の軸方向両端にそれぞれ配置されている。
【００３４】
なお、前記対のローラ１１，１１’の両方に駆動装置１２の動力が伝達されるようにしてもよい点は、工程Ａの場合と同様である。また、この実施例では、対のローラ１１，１１’としてその外周にゴムタイヤを嵌めたものを使用している。
【００３５】
また、この工程Ｂでは、図１（ｂ）に示すように、押えローラ１３を用いている。押えローラ１３は、管体１の上部においてその外周面に当接する。前記押えローラ１３は、その外周にウレタンゴムからなるゴム層１４が設けられており、そのゴム層１４が前記管体１の外周面に当接する。また、その押えローラ１３の回転軸１３ａにシリンダ１５のロッド１５ａが接続されており、そのロッド１５ａが下方に下がることにより、押えローラ１３が所定の圧力で管体１に押し付けられるようになっている。
【００３６】
管体１を対のローラ１１，１１’上に載せて、駆動ローラ１１の回転により管体１を管軸周りに比較的高速で回転させる。
この回転により、管体１内に供給されたモルタルｍを、セメントペースト層２ａとセメントモルタル層２ｂとに分離させる。
【００３７】
セメントペースト層２ａは、図５（ａ）に示すように、細骨材をあまり含まない層で、モルタルライニング層２の内側（管体１の管軸に近い側）に位置する。また、セメントモルタル層２ｂは、細骨材を相対的に多く含む層で、モルタルライニング層２の外側（管体１の内面に近い側）に位置する。
【００３８】
このとき、ゴムタイヤからなる駆動ローラ１１及び回転ローラ１１’、さらに、ウレタンゴムからなる押えローラ１３の効果により、管体１に振動がほとんど発生せず、振動が発生しないので、図５（ｂ）に示すような骨材の浮き上がりが生じない。
【００３９】
セメントペースト層２ａとセメントモルタル層２ｂとの分離が終了すると、つぎにそのセメントペースト層２ａとセメントモルタル層２ｂとからなるモルタルライニング層２をより緻密に締め固めるために、図１（ｃ）に示すように、管体１を高速で回転させるとともに適度な微振動を与える（図４に示す工程Ｃ参照）。
【００４０】
この工程Ｃでは、駆動ローラ１１、回転ローラ１１’及び駆動装置１２等からなる回転手段１０は、工程Ｂと共通である。このため、工程Ｂと工程Ｃとの間で、管体１の移動を必要としない。
【００４１】
また、工程Ｃでは、図３に示す工程Ｂで用いる押えローラ１３に代えて、加振手段２０として鉄製の加振ローラ２１を用いている。加振ローラ２１は、管体１の上部においてその外周面に当接する。
【００４２】
管体１を対のローラ１１，１１’上に載せて、その駆動ローラ１１の回転により管体１を管軸周りに比較的高速で回転させる。
この駆動ローラ１１の回転により管体１が回転すると、その管体１の回転力が伝達されて加振ローラ２１も回転する。加振ローラ２１は、その上方に振動機２２が接続されているので、加振ローラ２１が継続して微振動することにより、その微振動が管体１に伝達される。振動機２２の構成は、例えば、周知のバイブレータ等を採用することができる。
なお、鉄製の加振ローラ２１を、回転中の管体に押し付けるだけで適度な振動が得られる場合には、加振ローラ２１に前記振動機２２を接続する必要はない。
【００４３】
この微振動の伝達により、モルタルライニング層２が締め固められて、モルタルｍの充填を促進するとともに、モルタルライニング層２内への空隙の発生が防止される。
【００４４】
モルタルライニング層２の形成が終わった管体１は、その管体１内に残る表面水を排出するとともに（図４に示す工程Ｄ参照）、所定の乾燥工程、養生工程へ移送される。
養生は、自然養生、蒸気養生などの手法により、モルタルライニング層２が所定の強度を発揮するまで一定時間行われる。
また、その養生後、モルタルライニング層２の内面にシールコートが施される。
【００４５】
[実験例]
実験例を下記に示す。この実験例では、セメントとしてフライアッシュセメント、細骨材として珪砂を用いている。モルタルの配合については、セメントと細骨材の質量混合比は１：１．５、セメントと水の質量混合比は１：０．４２としている。
【００４６】
対のローラ３，３’；１１，１１’の径、表面材質、押えローラ１３、加振ローラ２１の径、表面材質を、下記の表１に示す。
なお、押えローラ１３、加振ローラ２１の管体１への押し付け力は、２５００Ｎとなっている。
【００４７】
【表１】
0004727640.tif 000002
【００４８】
モルタルライニングの施工条件を表２に示す。これらの施工条件のもと、モルタルライニング層２の内面に骨材が浮き上がらない良好な結果を確認できた。
【００４９】
【表２】
0004727640.tif 000003
【００５０】
なお、上記実施例、実験例では、押えローラ１３として、外周にウレタンゴムからなるゴム層１４を設けたものを採用したが、そのゴム層１４に代えて軟質、あるいは硬質の樹脂で形成された樹脂層１４を設けてもよい。硬質の樹脂よりは、軟質の樹脂がより好ましい。また、多少の振動は生じるが、セメントペースト層２ａとセメントモルタル層２ｂの分離に支障が生じない範囲にその振動が抑えられるのであれば、全体が鉄などの金属で成形された押えローラ１３として、その金属を管体１の外周面に当接させてもよい。
また、上記実施例、実験例で用いたゴムタイヤ付きの駆動ローラ１１に代えて、例えば、少なくとも外周面がウレタン樹脂で成形されて管体１にそのウレタン樹脂が当接するようにした駆動ローラ１１や、あるいは、全体が鉄などの金属で成形された駆動ローラ１１を用いてもよい。
【００５１】
また、図４に示す工程Ａの駆動ローラ３と、工程Ｂ，Ｃで用いる駆動ローラ１１とを共通の駆動ローラとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】一実施例の説明図で、（ａ）モルタルを管体内に供給する工程、（ｂ）はモルタルライニング層を２層に分離させる工程、（ｃ）は管体を加振させてモルタルライニング層を締め固める工程を示す各断面図
【図２】回転手段の概要を示し、モルタルを管体内に供給している状態を示す斜視図
【図３】回転手段の概要を示し、管体を回転させてモルタルライニング層を２層に分離している状態を示す斜視図
【図４】同実施例の手順を示す流れ図
【図５】モルタルライニング層を示し、（ａ）は骨材の浮き上がりのない状態を示す断面図、（ｂ）は、骨材の浮き上がりが生じた状態を示す断面図
【図６】従来例を示し、（ａ）モルタルを管体内に供給する工程、（ｂ）はモルタルライニング層を締め固める工程を示す各断面図
【符号の説明】
【００５３】
１  管体
２  モルタルライニング層
２ａ  セメントペースト層
２ｂ  セメントモルタル層
３，１１  駆動ローラ
４  ランス
５，１２  駆動装置
６  モルタル注入台車
１０  回転手段
１３  押えローラ
１４  樹脂層（ゴム層）
２０  加振手段
２１  加振ローラ
２２  振動機
ｍ  モルタル
【図１】
0004727640.tif 000004
【図２】
0004727640.tif 000005
【図３】
0004727640.tif 000006
【図４】
0004727640.tif 000007
【図５】
0004727640.tif 000008
【図６】
0004727640.tif 000009