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JP-2026076792-A - 耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネル、及び耐酸耐熱性パネル内巻ライニング工法

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Abstract

【課題】サルファーピット等の耐酸耐熱槽の内壁を補修するための耐酸性、及び耐熱性に優れたプレス成形樹脂コンクリートパネル、並びに耐酸性、及び耐熱性に優れたプレス成形樹脂コンクリートパネルを使用したパネル内巻ライニング工法を提供すること。 【解決手段】サルファーピット等の内壁を補修するための耐酸性、及び耐熱性に優れた耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネルであって、パネル内巻ライニング工法に使用する耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネルは、結合材とするビニルエステル樹脂を１０ｗｔ％～１５ｗｔ％，細骨材とする砂を４０ｗｔ％～６０ｗｔ％，充填材とするクレイ（珪石）を３０ｗｔ％～４０ｗｔ％配合し、高温高圧でプレス成型した耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネル１０とした。 【選択図】図１

Inventors

  • 佐藤 隆治
  • 中村 誠
  • 吉村 敏子
  • 天井 真未

Assignees

  • 株式会社サンレック
  • キザイテクト株式会社
  • 株式会社光計画設計事務所
  • 合同会社アシストワーク

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20241024

Claims (3)

  1. サルファーピット等の内壁を補修するための耐酸性、及び耐熱性に優れた耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネルであって、 結合材とするビニルエステル樹脂を１０ｗｔ％～１５ｗｔ％，細骨材とする砂を４０ｗｔ％～６０ｗｔ％，充填材とするクレイ（珪石）を３０ｗｔ％～４０ｗｔ％配合したものであることを特徴とする耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネル。
  2. 耐酸耐熱槽の内壁を形成するコンクリート面に施工されて劣化した耐酸モルタル部を除去する既設モルタル部除去工程と、 内壁に沿って（所定の間隔で）鋼製支保工を設置する鋼製支保工組立工程と、 前記鋼製支保工にパネル固定鋼材を設置するパネル固定鋼材設置工程と、 前記パネル固定鋼材に樹脂コンクリートパネルを設置するパネル設置工程と、 前記樹脂コンクリートパネルの背面と、既設覆工内壁との空隙に耐酸グラウトモルタルにて裏込め注入するグラウト材注入工程を備えており、 前記樹脂コンクリートパネルとして請求項１に記載した耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネルを使用することを特徴とする耐酸耐熱性パネル内巻ライニング工法。
  3. 前記耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネルと、前記耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネルの（設置時における）接面間隙を埋める目地コーキング材（シール材）として、耐熱性に優れたシリコーン材を使用し、 前記目地コーキング材（シール材）を裏支えするバックアップ材として、耐熱性、耐酸性に優れたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を使用し、 前記裏込めグラウト材として、耐酸性グラウトモルタルを使用し、 前記裏込めグラウト材が（前記耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネルを）皿ボルト締めにて固定された箇所から流出を防止するためのスポンジゴムパッキンとして、耐熱性、耐酸性に優れたフッ素ゴムを使用することを特徴とする請求項２に記載した耐酸耐熱性パネル内巻ライニング工法。

Description

本発明は、サルファーピット等の内壁を補修するための耐酸性、及び耐熱性に優れた耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネル、及び耐酸性、及び耐熱性に優れた耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネルを使用したパネル内巻ライニング工法に関する。 サルファーピットとは、硫黄の製造や精製プロセス等で発生する硫化水素や硫黄化合物を含む気体を安全に処理するための施設（重油脱硫装置等）である。サルファーピットは、石油精製、天然ガス処理、紙パルプ工業、鉱業等の硫黄や硫化水素を生産、又は処理する施設で、危険な硫化水素ガスを安全に処理して排出し、硫黄を含む製造や精製プロセスから発生した気体を、再利用又は処分する産業分野において広く利用されている。 従来のサルファーピットの維持管理方法（保全方法）としては、サルファーピット内壁であるコンクリート面に施工した耐酸モルタル部の補修を３～４年毎に繰り返し実施することで健全性を確保してきた。しかしながら、側壁躯体コンクリートのコアボーリング劣化調査を実施した結果、躯体厚全断面に対して中性化（側壁躯体コンクリートは、アルカリ性であることが鉄筋の腐食防止等のため必要）が見られ、サルファーピット内壁面の劣化が進行していることが判明した。更に、１５０℃～１６０℃の厳しい環境で保管されるサルファーピット側壁が経年劣化により、耐酸モルタル部のせり出し、配筋の露出、及び配筋の腐食減肉等が認められる状況にあった。 特許文献１には、「補強材を使用することなく防食被覆材として用いることが可能であり、且つ作業性に優れるビニルエステル樹脂含有防食組成物、及びこれを用いたコンクリート構造物保護方法を提供すること（特許文献１：要約）」を課題として、「硬化した際の引張伸び率が１００～２００％であるビニルエステル樹脂Ａと、硬化した際の引張伸び率が１～２０％であるビニルエステル樹脂Ｂと、硬化剤と、硬化促進剤とを含有する防食組成物（特許文献１：要約）」が開示されている。 特開２０２３－０８５２３８号公報 耐酸耐熱槽の一例としてのサルファーピットパネル割付図（上面平面図（ａ）、側面図（ｂ））である。耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネルの設置状態を説明するための図である。 以下、本発明に係る耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネル１０、及び耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネル１０を使用したパネル内巻ライニング工法の一実施形態について、図１～図２に基づいて詳細に説明する。 ＜耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネル＞ 本発明に係る耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネル１０は、耐酸性、及び耐熱性に優れたプレス成形樹脂コンクリートパネルである。結合材とするビニルエステル樹脂を１０ｗｔ％～１５ｗｔ％，細骨材とする砂を４０ｗｔ％～６０ｗｔ％，充填材とするクレイ（珪石）を３０ｗｔ％～４０ｗｔ％配合し、高温高圧でプレス成型した樹脂コンクリートパネルのことである。 耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネル１０は、上記細骨材、充填材等を混錬し、結合材中に一様に分散させてから、所定の重量を計量して金型に投入し、プレス加工（脱型含む）し、養生することで完成品（厚み１０ｍｍ程度、幅１０００ｍｍ程度、長さ２０００ｍｍ程度：尚、寸法値については金型の寸法により自由に調整することができる）となる。尚、プレス成形樹脂コンクリートパネルは、その加工性の高さにより完成品に対し、所定の寸法に容易に切断することができるし、穴あけ加工、曲面加工も容易に行うことができる。 耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネル１０は、充填材として一般的に使用される炭酸カルシウムが酸と反応しやすいため、クレイ（蝋石、陶石、珪石、セリサイト等の微粉）を使用していることを特徴とする。クレイの成分は主に珪酸塩鉱物であり、珪酸塩鉱物は珪素（ケイ素）と酸素から構成され、通常はアルミニウム、鉄、マグネシウム、カルシウム等の他の元素とも結合している。 クレイに含まれる鉱物としては、カオリナイト、イライト、モンモリロナイト等が知られている。カオリナイト、イライト、モンモリロナイト等は、耐火性材料の中で最も重要な成分の一つであるシリカＳｉＯ２（二酸化ケイ素）、及び高温においても安定し、耐火物の構造を保つことができるアルミナＡｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）を多く含んでいる。シリカ（二酸化ケイ素）、アルミナ（酸化アルミニウム）を多く含むことで、サルファーピット用耐酸耐熱プレス成形樹脂コンクリートパネル１０の耐熱性を向上させる。 耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネル１０に充填材として配合するクレイ（珪石）は、シリカＳｉＯ２（二酸化ケイ素）を５５重量％～７０重量％、アルミナＡｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）を１５重量％～２５重量％含んでいることが望ましい。更に言えば、シリカＳｉＯ２（二酸化ケイ素）＋アルミナＡｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）の配合比において７０重量％～８０重量％含んでいることが望ましい。尚、耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネル１０に配合する充填材は、同パネルが適用される環境温度や酸性濃度によっては、クレイに代えて、タルク（滑石；含水珪酸マグネシウム）等の粘土鉱物の使用、あるいは両者の併用が可能であり、効果的である場合がある。従って、これらを採用しても良い。 プレス成形樹脂コンクリートパネルとしての機能を損なわずに、耐熱性・耐酸性を向上させるために、できるだけクレイを多く配合するためには、粒度分布に着目する必要がある。端的に言えば、相対的に大きな粒子の間に相対的に小さな粒子が入り込むような粒度分布であれば充填率（嵩密度）を大きくすることができる。 色々な粒度分布を試したところ、プレス成形樹脂コンクリートパネルとしての機能を損なわずに、耐熱性・耐酸性を向上させるために、できるだけクレイを多く分散させつつ配合できる、即ち、充填度（嵩密度）が大きくなるような粒度分布は以下のようになる。所定の平均粒径に対して、±２５％の範囲にある粒径範囲にある粒子が全体の粒子数の５０％～８０％であれば良いことが判明した。具体的な数値を示すと、例えば、クレイの平均粒径２μｍであるとき、１．５μｍ～２．５μｍ（平均粒径に対して±２５％）の間の大きさの粒径を有する粒子が個数において粒子数全体の５０％～８０％であれば良いということになる。 ＜樹脂コンクリートパネル内巻ライニング工法＞ 樹脂コンクリートパネル内巻ライニング工法とは、既設コンクリート構造水路の補強や補修に際して、覆工用プレキャストコンクリートパネル（例えば、プレス成形樹脂コンクリートパネル）を使用する工法である。プレス成形樹脂コンクリートパネルで既設トンネル内面を覆い樹脂コンクリートパネルと既設トンネル内面の間に中詰めグラウト材（モルタル）を充填し、（プレス成形樹脂コンクリートパネルにて）トンネル内面を内巻補強するものである。本発明においては、パネル内巻ライニング工法を既設トンネル内壁面に対して行うのではなく、耐酸耐熱槽内壁面に対して行うものである。 ＜耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネルを使用したパネル内巻ライニング工法＞ 図１は、耐酸耐熱槽の一例としてのサルファーピットパネル割付図（上面平面図、側面図）である。即ち、（サルファーピットの上面平面図、及び側面図に）サルファーピットパネルを記載した割付図（上面平面図（ａ）、側面図（ｂ））である。図２は、耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネルの設置状態を説明するための図である。 サルファーピットは、硫黄化合物を含む気体を一時的に保管し、安全な燃焼や触媒反応によって硫化水素を酸化することにより、無害な形に変換する施設である。通常、地下に設置する施設であり、耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネル１０使用したパネル内巻ライニング工法では、図１に記載したように、長さ１２ｍ～１３ｍ、幅４ｍ～５ｍ、深さ４ｍ～５ｍ程度のサルファーピット内壁面（上面、側面、下面の全て）に１ｍ×１ｍ程度のプレス成形樹脂コンクリートパネルを並べて設置することになる（図１参照）。 耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネル１０を使用したパネル内巻ライニング工法は、サルファーピットの内壁を形成するコンクリート面に施工後強酸・高熱により劣化した既設モルタル部を除去する既設モルタル部除去工程と、サルファーピットの内壁に沿って（所定の間隔で）鋼製支保工２０を設置する鋼製支保工組立工程と、鋼製支保工２０にパネル固定鋼材３０を設置するパネル固定鋼材設置工程と、パネル固定鋼材３０にプレス成形樹脂コンクリートパネルを設置するパネル設置工程と、プレス成形樹脂コンクリートパネルの背面（サルファーピット内壁側）とサルファーピット内壁の空隙に裏込めグラウト材（図示しない）を注入する工程を備えている（図２参照）。 プレス成形樹脂コンクリートパネルは、結合材とするビニルエステル樹脂を１０ｗｔ％～１５ｗｔ％，細骨材とする砂を４０ｗｔ％～６０ｗｔ％，充填材とするクレイ（珪石）を３０ｗｔ％～４０ｗｔ％配合し、高温高圧でプレス成型した耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネル１０を使用する。 サルファーピットの内壁を形成するコンクリート面に施工した余分な既設モルタル部を除去（既設モルタル部除去工程）した後、図２に記載したように、サルファーピットの内壁に沿って鋼製支保工２０を設置する（鋼製支保工組立工程）。この際、サルファーピットの内壁に主筋、配力筋、鞘菅（鋼製支保工の建込み後、固定されるまでの間、鋼製支保工の転倒を防止するための鋼製支保工のタイロッド鋼材取付材）等も設置する。 その後、鋼製支保工２０にパネル固定鋼材３０を設置する（パネル固定鋼材設置工程）。パネル固定鋼材設置工程では、パネル固定鋼材として等辺山形鋼材（アングル鋼）を使用するが、図２に記載したように、パネル固定鋼材３０として、固定鋼材設置金物４０上に設置した平鋼（フラットバー）を使用しても良い。その後、皿ボルトを使用してパネル固定鋼材３０にプレス成形樹脂コンクリートパネル１０を固定することにより設置する。さらに、プレス成形樹脂コンクリートパネル１０の背面（サルファーピット内壁側）とサルファーピット内壁の空隙に裏込めグラウト材を注入する（グラウト材注入工程）ことで工事が完了する。 耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネル１０によるパネル内巻ライニング工法においては、耐酸性を向上させるために、グラウト材注入工程において、裏込めグラウト材として耐酸グラウトモルタルを使用する。耐酸グラウトモルタルは、セメント配合量を減らし、その代わりに高炉ヒューム、高炉スラグ微粉末、フライアッシュ等を配合したものである。 さらに、本発明に係る耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネルを使用したパネル内巻ライニング工法では、耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネルと耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネルの（設置時における）接面間隙を埋める目地材（シール材）として、耐熱性に優れたシリコーン材を使用し、パネル内巻ライニング工法における（パネルとパネルの隙間を目地コーキング材にて埋める）コーキング作業の際、目地コーキング材がプレス成形樹脂コンクリートパネルの裏側（既設トンネル側）に押し出されないように保持する平板形状の部材であるバックアップ材として、耐熱性、耐酸性に優れたポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を使用し、裏込めグラウト材の（耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネル１０を）皿ボルト締めした箇所からの流出を防止するためのスポンジゴムパッキンとして、耐熱性、耐酸性に優れたフッ素ゴムを使用することで、耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリートパネル１０自体の耐熱性、耐酸性に加え（設置時における）耐熱性、耐酸性が向上する。 ＜耐酸耐熱槽用プレス成形樹脂コンクリート