銅スラグ微粉末および坑廃汚泥処理微粉末を用いた抗菌性防食塗料の開発
耐硫酸性試験および抗菌性試 験に関する報告書

2022年2月 愛媛大学大学院理工学研究科 氏家 勲
1.実験概要
1.1 概 説
本開発研究では,日本下水道事業団の「下水道コンクリート構造物の防食 抑制技術及び防食技術マニュアル」の塗布型ライニング工法の品質規格に準じた耐硫酸性試験および活性汚泥を用いた抗菌性試験 を実施した。

1.2 防食被覆材の配合および被覆パターン
防食塗材の配合を表1.1?aおよび表1.1?bに示す。実験に用いた供試体には防食塗材を3層あるいは4層に分けて被覆し てある。表1.2?aおよび表1.2?bは供試体の被覆パターンを示す。表1.3は銅スラグ(住友金属鉱山)および坑廃汚泥 (岩見鉱山廃汚泥)の成分を示す。

表1.1?a 抗菌防食塗材配合表(スナミヤ)
1.1?b 抗 菌防食塗材配合表(コスモケミカルズ)

1.2?a 塗 材被覆組み合わせ(スナミヤ)

1.3 銅 スラグ(住友金属鉱山)および坑廃汚泥(岩見鉱山廃汚泥)の成分
 
銅スラグ                  坑廃汚 泥
         
なお、全ての供試体は耐硫酸性試験に供し、抗菌性試験にはNo.2、No.3、No.5、No.6、No.8、No.10を供し た。

1.3 供試体概要
供試体の寸法は150×70×20mmである。耐硫酸性試験においては硫酸の浸漬面以外を耐硫酸性エポキシ樹脂とパラフィンで図 1.1に示すように、供試体端部の10mmを被覆した。これは、供試体の角は防食塗材が均一に塗装できていない可能性があり、ピ ンホールなどの不具合は生じやすく、そこから硫酸が侵入して、試験が適切に実施できなることを防ぐためである。なお。抗菌性試験 のための供試体にはこの処理は行っていない。

図?1 供試体の処理の概要

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1.4 耐硫酸性の検討

耐硫酸性の検討は全ての供試体で実施した。このとき,硫酸に対する耐硫酸性および遮断性の判断方法は,下水道コンクリート構造物 の腐食抑制技術及びマニュアルに規定されている塗布型ライニング工法の品質規格(表1.4)を基準とした。表1.4は塗布型ライ ニング工法の品質規格を示す。本研究開発では表1.4のC種およびD種の品質規格を満足することを目標としているため,10%の 硫酸水溶液に浸漬させた。なお,遮断性については120日間浸漬した後に硫黄侵入深さを電子線マイクロアナライザー(EPMA) で分析することが原則となっているが,本研究開発では耐硫酸性を満足し,120日間の浸漬後に供試体を切断し,フェノールフタレ イン法より呈色させて,供試体内部のモルタルが中性化していないことを確認してから,EPMAによる分析を行うこととした。

表1.4 塗布型ライニング工法の品質規格


1.5 抗菌性の検討
抗菌性の検討は,供試体No.2、No.3、No.5、No.6、No.8、No.10で実施した。松山市中央下水道浄化セン ターの汚泥濃縮ピット内から活性汚泥を採取した。図1.2は汚泥活濃縮ピット内を示す。活性汚泥には,多くの細菌が含まれている が,硫酸発生の起因となる硫黄塩還元菌と硫黄酸化菌も存在する。各供試体の抗菌性を検討するために供試体1つずつ違う容器で行っ た。また,比較のために供試体の入っていない場合も試験を行った。試験は7日間で,図1.3のように曝気した状態で行った。これ は,好気性細菌である硫黄酸化細菌を活性化させるためである。また、曝気による実験結果のバラツキも考えられたので、曝気を行わ ない場合も実施した。試験終了後,上澄みを採取し,愛媛県環境衛生研究所にて標準寒天培養地法で細菌数を検査した。標準寒天培地 法とは,種類に関わらず,生きている菌を対象に,どれくらい生息しているかを検査する方法である.


1.2 濃 縮ピット内