(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に設けられ、そして底部と側面を有する穴の中央に位置するように配置され、該穴の上方に伸びてなる柱と
該柱を囲んでいる硬化したクローズド・セルのポリウレタンフォームとを含む耐荷重性構造のための基礎フーチングシステムであって、
該穴の幅は該柱の幅よりも広く、それ故、該柱の側面と該穴の側面との間にギャップが形成されてなり、
前記ポリウレタンフォームは、該柱と該穴の側面とのギャップを埋めてなり、
前記ポリウレタンフォームは、ポリイソシアネート、少なくとも１つの活性化水素含有化合物、及びポリシロキサン−ポリアルキレンオキシドコポリマー界面活性剤を含むポリウレタン組成物の硬化した混合物を含み、
前記硬化したクローズド・セルのポリウレタンフォームは、１０ｐｓｉより大きい圧縮強度を有する。
【請求項２】
前記硬化したクローズド・セルのポリウレタンフォームは、
前記ポリウレタン組成物を混合し、
該ポリウレタン組成物を穴に注入し、
該ポリウレタン組成物を発泡させることから製造され、
前記ポリウレタンフォームは、前記ポリウレタン組成物の混合後、１乃至２０分の間に硬化する、
請求項１に記載の基礎フーチングシステム。
【請求項３】
前記硬化したクローズド・セルのポリウレタンフォームは、３０ｐｓｉより大きい圧縮強度を有する、請求項１に記載の基礎フーチングシステム。
【請求項４】
前記硬化したクローズド・セルのポリウレタンフォームは、５０ｐｓｉより大きい圧縮強度を有する、請求項１に記載の基礎フーチングシステム。
【請求項５】
前記硬化したクローズド・セルのポリウレタンフォームが疎水性である、請求項１に記載の基礎フーチングシステム。
【請求項６】
前記硬化したクローズド・セルのポリウレタンフォームが、少なくとも一種の水不混和性成分を、全組成物の１０質量％乃至８０質量％の量で含む、請求項１に記載の基礎フーチングシステム。
【請求項７】
前記ポリウレタン組成物が、疎水性誘発界面活性剤を、該ポリウレタン組成物全体の０．１質量％乃至５質量％の量で含む、請求項１に記載の基礎フーチングシステム。
【請求項８】
地盤に設けられ、そして最上部、底部及び側面を有する穴を埋めるように設けられる硬化したクローズド・セルのポリウレタンフォームと、
前記硬化したクローズド・セルのポリウレタンフォームの中央に位置するように、前記硬化したクローズド・セルのポリウレタンフォームの上に設置され取り付けられてなる柱か、あるいは、少なくとも一部が前記硬化したクローズド・セルのポリウレタンフォームに埋め込まれてなる柱とを含む耐荷重性構造のための基礎フーチングシステムであって、
前記硬化したクローズド・セルのポリウレタンフォームが、ポリウレタン組成物の硬化した混合物を含み、
該ポリウレタン組成物が、ポリイソシアネート、少なくとも１つの活性化水素含有化合物、及び該ポリウレタン組成物の０．１質量％乃至５質量％の量で含むポリシロキサン−ポリアルキレンオキシドコポリマー界面活性剤を含み、
前記硬化したクローズド・セルのポリウレタンフォームは、１０ｐｓｉより大きい圧縮強度を有する、基礎フーチングシステム。
【請求項９】
前記硬化したクローズド・セルのポリウレタンフォームは、
前記ポリウレタン組成物を混合し、
該ポリウレタン組成物を前記穴に注入し、そして
該ポリウレタン組成物を発泡させることから製造され、
前記ポリウレタンフォームは、前記ポリウレタン組成物の混合後、１乃至２０分の間に硬化する、
請求項８に記載の基礎フーチングシステム。
【請求項１０】
前記硬化したクローズド・セルのポリウレタンフォームは、３０ｐｓｉより大きい圧縮強度を有する、請求項８に記載の基礎フーチングシステム。
【請求項１１】
前記硬化したクローズド・セルのポリウレタンフォームは、５０ｐｓｉより大きい圧縮強度を有する、請求項８に記載の基礎フーチングシステム。
【請求項１２】
前記硬化したクローズド・セルのポリウレタンフォームが疎水性である、請求項８に記載の基礎フーチングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年１月１７日に出願された米国特許仮出願第６１／９２８，４５３の優先権を主張するものであり、参照することによって本出願に組み込まれるものである。
【０００２】
本発明は、耐荷重性構造（耐力構造）のための隆起した基礎フーチングにおけるポリウレタンフォーム組成物及びポリウレタンフォームを用いて基礎フーチングを作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
堅固な基礎は、ビルディング及び他の耐荷重性構造の優れた成果にとって絶対に必要である。基礎は、構造を支持し過剰な沈降を防ぐために、正確に設置された適切なサイズのフーチングを含む。基礎システムは、上部構造の下側の荷重伝達部材の深さ及び伝達荷重メカニズムの種類によって、浅い基礎と深い基礎とに分類される。要求される基礎システムは、現場土壌の強度及び圧縮率、計画される荷重条件、及びプロジェクト性能基準（すなわち、総沈下量及び不等沈下の限界量）といった、幾つかの要因並びに条件に依存する。
【０００４】
沈下が問題とならない建設現場では、浅い基礎が最も経済的なシステムを提供する。
浅い基礎は、概して、地表面から地表面の３メートル下に、あるい地下凍結線の下に、設置される。浅い基礎の建築は、概して、多くの住宅並びに商用の軽量高床建築現場に利用される。図１では、建築（ビルディング）構造１０が浅い基礎１２の上に建設される。浅い基礎は、反転したＴ形状で示されるような、任意の適切な形状であり得る。
この形状はより安定する。
【０００５】
貧弱な土壌条件である場合、要求される耐荷重性容量を提供し、沈降を制限するために、深い基礎が必要とされ得る。図１において、建築（ビルディング）構造１４は、深い基礎１６の上に建設される。深い基礎システムの例は、打ち込まれた杭（例えば、加圧処理木材杭、コンクリート、又はスチール）、掘削シャフト、又はマイクロパイルが挙げられる。
【０００６】
フーチング要件を含む、基礎仕様書は、種々の建築基準法をカバーし、土壌の建築容量及び建築重量に従って、サイズ指定される。季節的な凍結に晒される場所では、凍上によるフーチング及び構造の損傷を防ぐために、フーチングの下部は地下凍結線よりも下に設置される。
【０００７】
隆起した基礎は、周囲の土壌面より上に隆起した基礎である。住宅又は事業所のメインフロア（主要階）は、この基礎の上に建設される。柱及び橋脚基礎システムは、隆起したシステムの一例である。打設コンクリートフーチングが、しばしば隆起した基礎において使用される。一例において、木材、金属、プラスチック、又は複合材料の柱が、コンクリートとともに地盤の中に挿入され、その上に構造の重量が負荷される。柱は地下にある。
【０００８】
他の例において、コンクリート橋脚は、フーチングベースから地上に伸びる。このフーチングタイプはいくつかのバリエーションが存在する。図２及び図３は、地下凍結線の下から地盤の上に広がっている、コンクリートフーチングを描写する。概して６”×６”の柱である、木材柱２０を有する双方のフーチングともに、地盤の上でコンクリートの橋脚
に取り付けられる。例えば、図２において、アンカーボルト２２が、柱とコンクリートフーチング２４とを接続するために使用される。砂利ベース２６は、凍上を防ぐために、コンクリートフーチングの下部に使用され得る。図３において、コンクリートフーチング３０は、ファイバーチューブ３２の中に注入（打設）され、金属柱アンカー３４がコンクリート中に設置され、コンクリートを凝結させる。コンクリートを凝結させた後、地盤より上にある部分のファイバーチューブが除去される。金属柱アンカー３４は、柱２０とコンクリートフーチング２４とを接続する。前記コンクリートフーチングは、概して、地下凍結線３６の下、６インチに広がり、未撹乱土壌３８の上に置かれる。フーチングの最上部は、概して、少なくとも地上６”である。
【０００９】
木材柱は、通常、地盤の上のコンクリートフーチングの上に取り付けられる。非処理の木材柱は、地盤よリ下に設置された場合、例えばカビの攻撃をもたらす水及び酸素の存在のために、すぐに腐敗する。同様に、地盤より下に設置された非処理の金属柱は錆びる。圧縮処理した木材が、地盤と接触する用途において使用可能であり、あるものは７５年間の保証を有し、しかし、それらは高価でありさらに地盤を汚染し得る。亜鉛メッキされた金属が、地下用途に使用される。前記基礎はアンカーを頼りにしているため、アンカーボルトが緩んだり壊れたりすると構造が損なわれる虞がある。
【００１０】
コンクリートは、多くの欠点を有する。例えば、コンクリートは、硬化に時間がかかり、重く、穴だらけで壊れやすく、人件費が高く、二酸化炭素排出量が高く、大量の水を必要とし、そして５℃未満では打設できない。コンクリートフーチングシステムに替わるものを提供することが求められている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、本書に記載されるように３種のポリウレタンフーチングに基づいている。図５及び図６に例示される、第一のタイプにおいて、柱は穴の下底部に設置される。図７及び図８に例示される、第二のタイプにおいて、柱は地上のフォームの上に設置される。図１０に示すように、第三のタイプにおいて、柱はフォームフーチングの内部に設置される。
【００１２】
第一の実施態様において、耐荷重性構造のための基礎フーチングシステムは、
地盤に設けられ、底部と側面とを有する穴と、
一般に穴の中央に位置するように、穴の底部に配置され、該穴の上方に伸びてなる柱、
とを含み、
前記穴の幅は前記柱の幅よりも広く、それ故、前記柱の側面と穴の側面との間にギャップ（隙間）が形成されてなり、
前記基礎はさらに該柱の周囲の硬化されたクローズドセルのポリウレタンフォームを含み、前記ポリウレタンフォームは柱と穴の側面とのギャップを埋めてなり、前記ポリウレタンフォームは、ポリイソシアネート及び少なくとも一種の活性化水素含有化合物を含むポリウレタン組成物の硬化した混合物を含む。基礎フーチングシステムは、柱とフォームを含む。
【００１３】
別の実施態様において、耐荷重性構造のための基礎フーチングシステムの形成方法は、ａ）地盤に、底部と側面とを有する穴を形成する工程；ｂ）一般に該穴の中央に位置するように、そして、柱の側面と穴の側面にギャップを形成するように、該穴の中に柱を設置する工程；及びｃ）ギャップ中にポリウレタン組成物を加え、ポリウレタン組成物を反応させ、発泡させ、それによりギャップを埋め、そしてフォームを硬化してクローズドセルのポリウレタンフォームとする工程；を含み、前記ポリウレタンフォーム混合物は、ポリイソシアネート及び少なくとも一つの活性化水素を含有する化合物を含む。
【００１４】
更なる実施態様において、耐荷重性構造のための基礎フーチングシステムは、
地盤に設けられ、最上部、底部及び側面を有する穴を含み、
前記基礎はさらに硬化したポリウレタンフォームを含み、
前記フォームは前記穴を埋め、そして該穴の最上部より上方に伸びて基礎フーチングを形成し、
前記ポリウレタンフォームは、イソシアネート、及び少なくとも１つの活性化水素含有化合物を含むポリウレタン組成物の硬化した混合物を含み、
さらに前記基礎は、
一般に前記フォームの中央に位置するように、前記フォームの上に設置され取り付けられてなる柱を含む。基礎フーチングシステムは柱とフォームを含む。
【００１５】
さらなる実施態様において、耐荷重性構造（耐力構造）のための基礎フーチングシステムを作成する方法であって、ａ）地盤に、最上部、底部及び側面とを有する穴を形成する工程；ｂ）ポリウレタン組成物を穴の中に配置し、該ポリウレタン組成物を反応及び発泡させて、穴を埋め、そして、穴の上方に隆起させ、そして硬化させて、硬化したポリウレタンフォームフーチングを形成する工程；を含み、前記ポリウレタンフォーム混合物は、ポリイソシアネート及び少なくとも一つの活性化水素化合物を含み；さらに、柱を、前記フォームの上に、一般に中央に位置するように取り付ける工程を含む。
【００１６】
上記の好ましい実施態様において、フォームは、少なくとも一種の水不混和性成分を含む、疎水性の、クローズドセルフォームである。
【００１７】
本発明のこれら及び別の態様は、以下の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、浅い建築基礎及び深い建築基礎を例を示す図である。
【図２】図２は、従来技術のコンクリートフーチングの例を示す図である。
【図３】図３は、従来技術のコンクリートフーチングの別の例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の態様に従うフォームと柱フーチングの例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の態様に従うフォームと柱フーチングの例を示す図である。
【図６】図６は、本発明の態様に従うフォームと柱フーチングの別の例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の態様に従う、フォームフーチングの上に取り付けられた柱を有するフォームフーチングの例を示す図である。
【図８】図８は、本発明の態様に従う、フォームフーチングの上に取り付けられた柱を有するフォームフーチングの別の例を示す図である。
【図９】図９（図９Ａ−９Ｃ）は、本発明の態様に従い使用される、コンクリートアンカーシステムを示す図である。
【図１０】図１０は、柱がフォーム中に埋め込まれたアンカーシステムを示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の態様に従う、プレハブでプレモールドのフーチング形態におけるフォームの使用を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の態様に従う、フォームフーチングの上のフーチングパッドとフォームの端との間の空間を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本書に記載された組成物、システム及び方法及び／又は関連する原理について、図４−１２は、本発明の様々な態様の説明として理解されるべきである。描写された幾つかの特徴は、説明並びに理解を助けるために、他と関連して拡張され又は変形される。図４−１２は、添付された請求の範囲に記載された本発明の範囲を限定するものではない。
【００２０】
タイプＡ、不圧土壌は、約２１ｐｓｉ乃至８３ｐｓｉの圧縮強度を有する。少なくとも３０００ｌｂ．／ｆｔ２、並びに１２，０００ｌｂ．／ｆｔ２に達する荷重を支持することができる。同様の圧縮強度を有するポリウレタンフォームが、同じような荷重負荷容量を有し得ることが見出された。これは、図２及び図３に示すような、従来のコンクリートベースの隆起した基礎システム及びフーチングを改善させる。本発明は、よって、基礎システムにおけるフッターとしてのポリウレタンの使用を対象とする。
【００２１】
ポリウレタンが、従来のコンクリートフーチングを超えた、改善された結果を提供することがさらに見出された。（ａ）コンクリートは硬化に時間を要し、例えば、標準的なコンクリートは硬化するのに最大２８日間要する。ポリウレタンフォームは５分未満で硬化し、３０分間で完全強度に達する。（ｂ）ポリウレタンよりも、コンクリートで基礎を建築するための人件費はより高い。（ｃ）コンクリートは非常に重い；よって、輸送及び操作コストが非常に高い。加えて、コンクリートの二酸化炭素排出量は非常に高い。ポリウレタンフォームはコンクリートに比べて非常に軽量であり、それ故、輸送が安くすむ。１ポンドのポリウレタンフォームは、約１００ポンドのコンクリートを置換する。（ｄ）コンクリートは、大量の水を必要とする。ポリウレタンフォームは水を必要とせず、隔離された領域において容易に使用できる。（ｅ）コンクリートは浸透性であり、その中への水の移動を可能にする。ポリウレタンフォームは、水を通さない（耐水性を有する）ように製造可能であり、腐敗やサビから柱を守る。それはまた、木材の処理に使用された化学薬品を、土壌の汚染からブロックする。（ｆ）コンクリートは５℃未満では打設（注入）できない。コンクリートの温度が１０℃下がる毎に、コンクリートの凝結時間は二倍になり、よって、コンクリートが凍結による損傷を受けやすい時間が増加する。ポリウレタンフォームは、混合前にフォーム成分が約２０乃至２５℃に維持される限り、氷点下において注入可能である。（ｇ）コンクリートは補強なしでは非常に脆く、壊れやすい。本発明において利用されるポリウレタンフォームは、脆くなく、柱にストレスを与えず、簡単には壊れない。
【００２２】
本発明は、腐敗、サビ又は劣化の心配のない、耐荷重性構造のための、地盤の上及び地盤の下の双方に使用される、木材、金属、プラスチック及び複合材料の柱を可能にする、柱及び橋脚（ピア）基礎フーチングに関する。ある態様において、基礎フーチングは、耐荷重性木材柱及び金属柱などの柱、並びに該柱の周囲の、水不混和性の疎水性クローズドセルポリウレタンフォームを利用する。クローズドセルポリウレタンフォームは、水分が木材に達することを防止し、そしてそれにより、カビの攻撃を防ぐために、木材柱に接合される。クローズドセルポリウレタンフォームはまた、金属に水分が到達することを防止し、そしてそれにより、サビを防ぐために、金属柱に接合される。クローズドセルポリウレタンフォームはまた、水分がプラスチックに到達することを防止し、そしてそれにより、プラスチックの劣化や弱化を防ぐために、プラスチック柱に接合される。
【００２３】
本発明はさらに、柱が、柱の移動やシフトの懸念なしに、耐荷重構造のための、地盤の上又は下の双方に使用されることを可能にさせる。すなわち、本発明のポリウレタンフォームは、耐荷重性構造のための、柱への全面的な支持を提供する。
【００２４】
耐荷重性基礎は、それ自身の重量以上を支持するものである。それは、一般により高いレベルからより低いレベルに、力を伝導する。
【００２５】
用語“柱”は、耐荷重性構造のための適切な基礎を形成する、任意の適切な支持構造、ポール、ピア、などを含む。柱は木材、金属、プラスチック、複合材料、あるいは荷重を支持できる任意の他の材料であり得る。柱は、例えば円形又は四角形といった任意の適切な幾何学的形状である。支持柱に使用される典型的な木材は、松及びモミである。支持柱に使用される典型的な金属はアルミニウム及び亜鉛メッキ鋼である。支持柱に使用される
典型的なプラスチックは、ＰＶＣ及びＡＢＳである。複合材料の柱の例は、バインダとしてポリエステル又はエポキシ樹脂を備えるファイバーグラス又はカーボンファイバーである。
【００２６】
本発明の一態様を図４に示す。柱穴４２が要求される基礎仕様に応じて適切な深さで、地盤（別名  地球）４０内に形成される。穴は、例えば、但し限定されないがオーガ（ａｕｇｅｒ）などの適切な装置で作成され得る。図１に示すように、深さは、浅い基礎あるいは深い基礎が要求されるかどうか、並びに、構造の重量及び地盤の種類によって決まる。一般に、穴は円形であり、但し、四角形の柱などが求められる場合には、他の形状の穴が使用され得る。
【００２７】
穴の側面は土壌とフーチングの間の摩擦を増加させるために掘り起こされ得る。フォームが隆起するとき、それは掘り起こされた壁の形状に従い、そして全ての溝内に入る。これは、接触領域を増加し、土壌とフォームの間の摩擦を増加させる。これはまたフォームを土壌に対して押し付け、土壌を圧縮し、そして、フォームに接触する土壌の圧縮強度を増加させる。
【００２８】
コンクリートフーチングパッドもまた、穴の底部に柱の下に配置され得る。より大きな直径のパッドが、耐荷重容量を増加させるために、より弱い土壌に使用される。これを表１に示す。
【００２９】
【表１】
0006485971.tif 000002
【００３０】
少なくとも４インチ厚の、１２００ｐｓｉより大きい２８日圧縮強度を有する、通常のプレキャストコンクリート、あるいは、少なくとも６インチ厚の、少なくとも３０００ｐ
ｓｉの２８日後圧縮強度を有する、現場打設コンクリートが、使用される。重荷重のために、１２インチ厚を超えるパッドが要求され得る。要求される荷重容量に関してストされたＡＢＳフーチングパッド並びに他のパッドもまた使用可能である。
【００３１】
穴の底部の上に直接、あるいは、穴の底部の上に設置されたフーチングパッドの上に柱４４は設置され、通常、穴４２の中央に配置される。通常中央に配置される柱とは、柱がおよそ穴の中央に設置されていることを意味し；但し、基礎構造が損なわれない限り、柱は穴の中央を多少外れていてもよい。さらに、穴の形状及び柱の形状は、全ての柱の側面と全ての穴の側面との間で同じ間隔を提供するように対応しなくてもよい。例えば、四角形の柱が、円形の穴に使用されてもよい。
【００３２】
フーチングパッドは、より高い圧縮強度（１０００ｐｓｉを超える）を有する。柱の上に高い荷重が負荷されるとき、それは歪まない。これは、荷重が、フーチングパッドと土壌の表面全体に、均等に分散されることを保証する。
【００３３】
ポリウレタン組成物は混合され、直ちに柱の周囲の穴に注入される。フォームは隆起し、一般に、２５℃にて１乃至２０分で、より典型的には２乃至１０分で、あるいは４乃至６分で、タックフリー（不粘着）となる。２５乃至１８０分間で、一般に約６０分で、完全に硬化する。この段階では、荷重は柱に負荷され得る。フォーム成分は約３０℃から、十分に氷点下の温度の環境で、混合され得る。フォーム成分は混合の直前に、任意の適切な温度とすることができるが、好ましくは２０乃至２５℃である。概して、成分温度は、混合の前に少なくとも１５℃とすべきである。低温ではフォームはゆっくり硬化し、より高い温度で硬化させたときと比べて、より高いフォーム密度を有する。より高い温度において、フォームはより早く硬化し、より短時間でタックフリーとなるが、フォームの硬化密度は、用途に要求されるものよりも遥かに低いものとなり得る。より低いフォーム密度は、フォームを弱くさせる。空気温度は高温又は低温とすることができるが、穴内の土壌温度は、概して３０℃を超えるべきでない。フォームは、硬化する際に相当量の熱を発生させる。この発熱が、低温下での迅速な硬化を可能にする。例えば、２５℃で硬化させたフォームは、０．０８０ｇｍ／ｃｃのフォーム密度及び１００ｐｓｉの圧縮強度を有し得る。１５℃で硬化させた場合、フォーム密度は０．１００ｇｍ／ｃｃ、圧縮強度は１５０ｐｓｉとなる。より高い温度、例えば３５℃で硬化させた場合、フォーム密度はおよそ０．０５０ｇｍ／ｃｃとなり、圧縮強度はおよそ７０ｐｓｉとなる。
【００３４】
任意のプレメジャー  ポータブルミキシング／ディスペンシングシステムが、少量のフォームの混合及び分注に使用可能である。大きな穴あるいは多くの穴を充填するために、メーター／ミックスディスペンサーが使用され得る。この装置は、５ガロンバケツ、５５ガロンドラム、あるいは、バルクディスペンサーから、２つの成分を分注し混合可能である。二成分は、動的又は静的ミキサーで混合可能である。この装置は、当技術分野において既知のものである。
【００３５】
図４に再び戻り、ポリウレタン成分を反応させて、概して地盤表面上にフォーム４６を隆起させ、そして柱４４を完全に囲む。硬化後、地盤内でフォームは柱を堅固に固定する。所望により、地表面の上に隆起する任意の過剰なフォームを切断し得る。ポリウレタンフォームは、地下凍結線より下の、穴の中に、柱を直接設置することを可能にする。フォームは、柱を直立位置で堅固に保持し、柱に水分が接触するのを防止する。コンクリートとは異なり、フォームは柱にストレスとならない。フォームは柱と接合する。フォームは気候条件の変化に適合し、基礎から土壌へ荷重を効果的に移動させる。ビルディングフロア４８は柱４４の上に建設され得る。
【００３６】
図５及び図６は、地盤より下に柱を用いる２つの態様を示す。図５において、柱穴５２
は地盤５０に形成される。柱５４は穴の底部に設置され、通常、穴５２の中央に配置される。ポリウレタン成分を混合し、穴の中に注入する。ポリウレタン成分を反応させ、フォーム５６を隆起させる。図６において、柱穴６２が地盤６０に形成される。フーチングパッド６８を穴の底部に配置する。柱６４はパッド６８の上に設置され、通常、穴６２の中央に配置される。ポリウレタン成分を混合し、穴の中に注入する。ポリウレタン成分を反応させ、フォーム６６を隆起させる。上述したように、パッドは任意の適切な材料で製造され得、典型的にはコンクリート又はＡＢＳなどのポリマーである。
【００３７】
図７及び図８に示すように、ポリウレタンフォームはまた完全に穴を満たし、穴の上に隆起するように使用され得る。柱はフォームの上に設置され、フォームとしっかり固定される。フォームは基礎フーチングである。
【００３８】
図７において、柱穴７２は、要求される基礎仕様に応じて適切な深さにて、地盤７０に形成される。ポリウレタン成分を混合し、穴の中に注入する。ポリウレタン成分を反応させ、概して地盤より上１乃至３フィートに、フォーム７６を隆起させる。穴と同じ直径を有する円形のボール紙で形成したチューブ、例えばＳｏｎｏｔｕｂｅ（登録商標）を、フォームが地盤上で隆起する際のフォームの成形に使用可能である。フォームが硬化したとき、地盤と同じレベル（面）で、あるいは、地盤の上最大３フィートで、フォームは切断され得る。湿った土壌と接触することで柱が劣化することを防ぐために、通常、地盤より上で切断される。
【００３９】
フォームが隆起する際、パッドをフォームが押し上げるように、フーチングパッド７３は、チューブの上に設置され得る。フォームは硬化する際にパッドと接合されねばならない。パッドは、パッドの下のフォーム表面の上側にある、柱への負荷を分散させるのに役立つ。構造物の床は、柱７４の上に建設され得る。柱がフーチングパッドの上にあるとき、フォームの圧縮強度及びフォームの土壌への粘着力は、フーチングの耐荷重容量の重要な要因となる。
【００４０】
柱７４はフォームフーチング又はフォームフーチングの上のプレートに、任意の適切な方法で取り付けられる。例えば、ブラケット又は接着剤が、柱への取り付けに使用される。
【００４１】
同じように図８において、柱穴８２は、適切な深さで地盤８０に形成される。フーチングパッド８８は、穴の底部に設置される。ポリウレタン成分を混合し、穴の中に注入する。ポリウレタン成分を反応させ、上述のようにフォーム８６を隆起させる。フラットフーチングパッド８３が、上述したように、フォームが平らに硬化し、パッドがそれに接合するように、使用され得る。柱８４は上述したようにパッドに取り付けられる。
【００４２】
コンクリートフーチングに使用された多くのアンカーシステムが、フォームフーチングにおいても使用可能である。図９Ａ−９Ｃは、フォームフーチングで使用可能な、コンクリートアンカーシステムの例を図示する。前記システムの下部は、フォームに埋め込まれる（図９Ａ）か、及び／又は、フォーム又はフーチングパッドに、ネジ又はボルトなどの留め具で、取り付けられる（図９Ｂ及び図９Ｃ）。接着剤もまた使用される。
【００４３】
図１０は柱１０４がフォーム１０６に埋め込まれている、アンカーシステムを示す。穴１０２は、土壌１００中に掘られている。フーチングパッド１０３を、柱１０４の底部に取り付ける。フォーム１０４は、穴１０２を所望のレベルに満たす。フーチングパッド１０３及び柱１０４をフォームの上に設置し、水平にする。さらなるフォームをフーチングパッドの上にそして柱の周囲に注入し、その後フォームを硬化させる。
【００４４】
図１１は、プレハブのフーチング形態の使用を描写する。穴は土壌１１０に掘られている。プレハブのフーチング形態（フォーム）１１７、例えばボール紙構造のチューブに取り付けられた木材ボックスや、プレ−モールドのフーチング形態などの、プレハブボックスを、穴の中に設置し、土壌をフーチング形態の外側に埋め戻す。フーチング形態１１７は、地表面１１８の上に広がる。柱１１４は、フーチング形態１１７の中に設置される。フォーム１１６は、フーチング形態の内部を埋め、柱を取り囲む。
【００４５】
図１２は、フォームフーチング１２６とフーチングパッド１２３を利用して、土壌１２０中に設置された柱１２４を描写する。フォームフーチング１２６の上のフーチングパッド１２３とフォームフーチングの端との空間を小さくすることで、柱への荷重をより広い領域に分散させることが可能となる。すなわち、図１２においてフーチングパッド１２３の半径は、フォームフーチング１２６の半径よりもほんの僅かに小さい。
【００４６】
底部にフーチングパッドが取り付けられた柱は、穴の底部に、あるいは最上部に設置され、もしくは、その間の任意の位置に設置され得る。好ましくは、フォームの平滑化を容易とするために、穴の最上部に近いところに設置される。
【００４７】
プレハブのフーチング形態が使用されるとき、上記したように、柱は地盤より上、又は地盤より下に設置され得る。フォームフーチングもまた、フーチング形態の製造中に、又は、建設現場で、プレハブのフーチング形態の内部で、硬化され得る。
【００４８】
深い基礎は、地表面より下３メートルを超える。深い基礎において、杭の打ち込みはシャフトの掘削よりもより高い耐荷重容量を有する。杭の打ち込みは、周囲の土壌を圧縮し、杭に隣接する土壌に対して大きな摩擦を引き起こす。掘削シャフトと土壌の間へのポリウレタン組成物の注入は、摩擦と杭の耐荷重容量を増加させる。
【００４９】
荷重、土壌、並びに、フォームの圧縮強度に応じて、フーチングパッドはフォームフーチングの下に設置される。柱が穴の底部にあるとき、コンクリートフーチングパッドが使用可能である。柱が穴の底部で土壌と接触していないとき、柱は、処理木材、ＡＢＳ、又は、フォーム上の荷重を実質上増加させない任意の種類のフーチングパッドに取り付けられ得る。
【００５０】
適切なサイズ及びフーチングに要求される耐荷重容量を決定する方法は、フォーム、コンクリート、又は他の別の耐荷重フーチング材料と同様である。まず、各フーチングが支持する総重量がどれくらいかをはっきりさせる必要がある。フーチングの下の土壌の種類、及び、この土壌の耐荷重容量を、決定する必要がある。上記したように、フォームの圧縮強度もまた考慮する必要がある。より大きな荷重又は弱い土壌のために、より長いフーチングが要求される。標準テーブルは、フーチングのサイズとデザインの決定に役立つ（上記表１参照）。より高い荷重のために、あるいは、土壌の耐荷重容量が１５００ｌｂ／ｆｔ２未満である場所において、技術者は、フーチング要件を算出することが求められ得る。フーチング要件の決定は、当業者によって容易に得られる。フーチングは、土壌中に荷重を伝導する。より低い荷重容量の土壌は、より広いフーチングが必要となる。
【００５１】
表２は、ポリウレタンフォームを利用する、荷重フーチングサイズチャートの例を示す。
【００５２】
【表２】
0006485971.tif 000003
【００５３】
軽量で、土壌に軽い荷重しか負荷させない構造は、小さなフーチングのみが要求される。例えば、重さ４００ｌｂｓの小さなパーゴラ（ｐｅｒｇｏｌａｓ）やアーバー（ａｒｂｏｒ）は、フーチングに対して１００ｌｂ荷重を有する。弱い土壌の上の６”フーチングは、最大３００ｌｂｓを保持し、このタイプのプロジェクトには十分である。
【００５４】
家のサイズ及びタイプ、並びに、土壌の荷重容量に基いて、推奨フーチングサイズを調べることが可能である。以上のように、弱い土壌の上の重量のある家は、２フィート幅以上のフーチングを必要とし得る。しかし、最強の土壌の上にある軽いビルディングは、７又は８インチといった狭いフーチングのみを要求する。
【００５５】
含水（ｗｅｔ）土壌又は湿った（ｄａｍｐ）土壌における、本用途に使用されるフォー
ムは、撥水性及び疎水性であることが非常に重要である。“撥水性”は、液体状態、及び、硬化している間の、イソシアネート混合物及びポリオール組成物を言及する。“疎水性”は、硬化したポリウレタンフォームを言及する。
【００５６】
ポリウレタンフォームで埋められる穴は、地下水又は流出水を含み得る。標準的なポリウレタンフォームは、この土壌水を吸収し反応する。これは、低密度で低強度のフーチングを生む。フォーム密度及び強度は、厳密に制御せねばならない。本発明は、地下水との望ましくない副反応に対抗する、特定のポリウレタンフォーム発泡組成物を利用する。土壌が濡れておらず、埋められる穴が地下水又は流出水を含まない場合には、撥水性でないフォームを使用可能である。それらはまた、プレハブのフーチングに使用される。
【００５７】
米国特許第３，５６４，８５９号明細書は、地下水の存在により、得られた製品の特性に過度に影響を与えないように、不揮発性の水不混和性の材料をポリウレタン成分に添加する発想を最初に取り入れた。米国特許第４，９６６，４９７号明細書は、処方からハロゲン化炭化水素発泡剤を除去することにより、上記のごとく改善した。上記特許は、参照することにより、完全に組み込まれる。疎水性の界面活性剤を処方に添加することが、フッターに使用するポリウレタンフォームに所望の特性を提供することが、本発明に関して発見された。
【００５８】
撥水性
本発明の組成物は、ポリイソシアネート及び活性水素含有化合物などの従来の材料を利用し、但し、湿潤状態あるいは湿気のある状態では、水不混和性成分をさらに含む。水不混和性成分は、硬化と同時に液状のポリウレタンフォーム組成物の撥水性をもたらす。水不混和性成分は、数多くの材料あるいは材料の混合物のいずれであり得る。好ましくは、水不混和性成分は、低蒸気圧を有する液体であって、ポリウレタン組成物の形成に使用される活性化水素成分又はイソシアネート成分を備える通常の発泡条件下では、実質的に非活性である。ポリウレタン成分の何れかは又は双方と反応する材料は、水不混和性成分の一部又は大部分を含み得る。
【００５９】
“水不混和性”とは、約７０°Ｆにおける水への溶解性が約５グラム／１００グラム未満であり、好ましくは１グラム／水１００グラム未満である。好ましい実施態様において、水不混和性成分は、水に対して測定可能な溶解性を有していない。水不混和性成分のうちの一つは米国特許第３，９６８，６５７号明細書に記載されたものであり、参照することによりその全体が本明細書に組み込まれる。低蒸気圧を有する水不混和性成分のうちの一つは、高級アルカン類（Ｃ８以上）、原油、全ての種類の石油及び高級石油留分（純（ｐｕｒｅ）又は粗（ｃｒｕｄｅ）の双方）、アスファルト、タール、石油精製底部又は残渣（残油）。主として芳香族又は脂肪族炭化水素からなる成分は、水不混和性である。コールタールピッチ、ウッドタールピッチ、トール油、トール油誘導体、植物油、植物油誘導体、及びワックスなどの材料もまた含まれる。水不溶性の固体材料は、水不混和性液体に溶解し得る。ハロゲン化炭化水素及びハロゲン誘導体もまた使用され得る。
【００６０】
水不混和性溶媒もまた使用可能である。好適な水不混和性溶媒は、ＨＣＦＣｓ（ハイドロクロロフルオロカーボン類）、ペンタン、及びヘキサンなどの発泡剤、並びに、ハイフラッシュ芳香族ナフサなどの高沸点溶媒を、最大で全組成物の約１５質量％の量で、含む。
【００６１】
十分相溶性である水不混和性成分が、水との反応を抑制するべく存在せねばならない。過剰な水不混和性成分又は非相溶性の水不混和性成分は、最終フォームの物理的特性に容認しがたい劣化をもたらし得、防ぐ必要がある。望ましいポリウレタンフォームは、１０−８０質量％の水不混和性成分を含む組成物から得られる。好ましくは、水不混和性成分
の量は、該組成物から生じるポリウレタンフォームの３０質量％乃至６０質量％の範囲である。
【００６２】
疎水性
硬化されたフォームがクローズド・セルであることが好ましい。水がフォームを通過できないようにする必要がある。柱が地中内にあり、そしてフォームにより囲われた時、これが特に重要である。
【００６３】
界面活性剤は、正確なタイミングとフォームセルのサイズを調整するのに役立つ。各フォームの形成において、商業的に許容されるフォームを製造するために、最低限の界面活性剤が必要とされる。界面活性剤が存在しない場合、フォーミングシステムは通常壊滅的な癒合を経験し、そして沸騰として知られるイベントを示す。少量の界面活性剤の添加により、不完全ではあるが安定なフォームを製造でき、そして界面活性剤の濃度の増加とともに、フォームシステムは改善された安定性とセル−サイズコントロールを示す。
【００６４】
多くの硬化した硬質ポリウレタンフォームはクローズドセルを含む。高密度の硬質フォームはより薄いセル壁を有し、よって、低密度の硬質フォームと比べ、より高いクローズドセル割合を有する。疎水性の界面活性剤の含有は、セル構造の均一性とサイズを改善する。またそれは、クローズドセル量を増加させ、よって、フォームの疎水性が高まる。疎水性が要求される低密度のフォームは、それらを疎水性にするための十分な量のクローズドセルを有していることが重要である。フーチング用途に適するフォームは、０．０３５ｇｍ／ｃｃといった低フォーム密度を有し、圧縮強度は、一般には低くて３０ｐｓｉであるが、１０ｐｓｉ程度である。０．１０ｇｍ／ｃｃより高い密度、並びに、１００ｐｓｉより高い圧縮強度を有するフォームは使用可能であるが、多くの用途において、桁違いの費用となり得る。好ましいフォーム密度は、約４ｌｂ／ｆｔ３より高い。好ましい圧縮強度は、約５０ｐｓｉより高く、８０ｐｓｉ、そして幾つかの例において、好ましくは１００ｐｓｉである。フォーム密度及び圧縮強度の何れも好ましい上限はない。しかしながら、フォーム密度の増加に応じて、コストは増加する。フォームは、特定の用途に応じた、圧縮強度やフォーム密度といった特定の特性を有するように処方される。
【００６５】
界面活性剤
本発明のフォームは界面活性剤、特に疎水性誘発界面活性剤を使用して調製される。典型的には、疎水性誘発界面活性剤は、ポリシロキサン−ポリアルキレンオキシドコポリマーであり、通常、非加水分解性のポリシロキサン−ポリアルキレンオキシドコポリマータイプである。界面活性剤におけるポリオキシアルキレン（又はポリオール）末端は、乳化効果に貢献する。分子のシリコーン末端はバルク表面張力を低下させる。ケイ素とポリエーテル基との間のＳｉ−Ｏ結合を含む加水分解性の界面活性剤が水と触れたとき、分子は分裂してシロキサンとグリコール分子とを形成する。これが生じると、個々の分子はもはや適切な界面活性化効果を示さない。よって、ケイ素とポリエーテル鎖との間に水に対して安定なＳｉ−Ｃ結合を含む非加水分解タイプの界面活性剤が好ましい。
【００６６】
疎水性誘発界面活性剤としては、以下が挙げられる：バージニア州ホープウェルのゴールドシュミット  ケミカル社製品、Ｂ８１１０、Ｂ８２２９、Ｂ８２３２、Ｂ８２４０、Ｂ８８７０、Ｂ８４１８、Ｂ８４６２として販売；コネティカット州グリーンウィッチのオルガノ  シリコンズ製品、Ｌ６１６４、Ｌ６００及びＬ６２６として販売；及びエアプロダクツ  アンド  ケミカルズ社製品、ＤＣ５６０４及びＤＣ５５９８として販売。好ましい界面活性剤は、Ｂ８８７０、Ｂ８１１０、Ｂ８２４０、Ｂ８４１８、Ｂ８４６２、Ｌ６２６、Ｌ６１６４、ＤＣ５６０４及びＤＣ５５９８である。ゴールドシュミット  ケミカル社のＢ８８７０及びＢ８４１８がより好ましく；Ｂ８４１８が最も好ましい。
【００６７】
例えばダウコーニングのＤＣ１９０及びＤＣ１９３などの非疎水性誘発界面活性剤は、乾燥した地上及びプレハブ用途で、使用可能である。
【００６８】
界面活性剤は、全処方の０．１−５％の範囲で使用される。一般に、低密度フォームは、高密度フォームよりもより多くの界面活性剤が要求される。
【００６９】
イソシアネート類
原則として、例えば、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、１，５−ナフチレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、水素化ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、及びそれらの混合物といった様々なイソシアネート類が本発明のポリウレタンフォームの製造に使用され得る。イソシアネートプレポリマーもまた使用可能である。ポリマー化ＭＤＩは、本発明で使用される好ましいイソシアネートである。
【００７０】
ポリオール類
本発明で使用されるポリウレタンフォームの製造に有用なポリオールは、ポリエーテル、ポリエステルポリオール、又はポリアルキルジエンポリオールのいずれか又は組み合わせ、または、過剰の前記ポリオールの反応由来物を単独で、あるいはイソシネート官能性化合物との組合わせであり得る。ポリオールは、ジオール、トリオール、テトラオール、又はより多官能のポリオールであり得る。それらは、単独で、又は組み合わせて使用可能である。有用なポリオールの代表例としては、ポリオキシプロピレンポリオール、ポリアルキレンポリオール、及びポリプロピレングリコールが挙げられる。それらは、アミンポリオール、スクロースポリオール、グリセロールポリオール、ソルビトールポリオール又は組み合わせであり得る。使用されるポリオールは、脂肪族又は芳香族であり得る。
【００７１】
大抵の市販のポリオールはポリエーテル又はポリエステル骨格を有する。それらは、通常、親水性及び水溶性である。利用可能な水不混和性及び疎水性のポリオールは、ハイドロカーボン及びポリブタジエン骨格を有するものが挙げられる。バイオベースの水不混和性ポリオールもまた利用できる。
【００７２】
触媒
第三級アミン及び有機スズ化合物が、触媒として好適に使用される。本発明の疎水性のポリウレタンフォームを得る目的において、使用される特定の第三級アミン及び有機スズ化合物は重要ではなく、当業者にとって既知の成分の任意の組み合わせを使用することができる。適切な第三級アミンの例としては、トリエチレンジアミン、トリエチルアミン、Ｎ−メチルモルホリン、Ｎ−エチルモルホリン及びＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルブタンジアミンが挙げられる。適切な有機スズ触媒としては、第一スズオクトエート及びジブチルスズジラウレートが挙げられる。
【００７３】
反応材料の総質量に基いて、最大約５質量％の触媒が使用される。好ましくは、触媒は０．０１乃至約１．０質量％の範囲である。第三級アミン及び有機スズ化合物が好ましい。
【００７４】
発泡剤
本発明において使用可能な発泡剤の例としては、水、ブタン及びペンタンなどの低沸点アルカン類、アセトン及び液体二酸化炭素が挙げられる。好ましくはないが、ハロゲン化発泡剤（ＨＣＦＣ’ｓ）もまた使用可能である。水は本発明において好ましい発泡剤である。発泡剤は、処方の総質量に基いて、１乃至２０質量％にて、より好ましくは１乃至１５質量％にて使用される。
【００７５】
さらなる成分
本発明のポリウレタンフォームに使用され得るさらなる成分としては、例えば、架橋剤；カーボンブラック及び炭酸カルシウムなどのフィラー；着色染料、抗酸化剤、殺菌剤、殺虫剤、及び抗菌剤、フロー剤、粘度調整剤、フォーム調整剤、可塑剤、水分捕捉剤、接着促進剤、温度安定剤、及び紫外線安定剤が挙げられる。
【００７６】
難燃剤もまた、フォーム製品に難燃性を付与するために添加され得る。適切な難燃剤としては、トリス（クロロエチル）ホスファート、トリス（２−クロロエチル）ホスファート、トリス（ジクロロプロピル）ホスファート、塩素化パラフィン、トリス（クロロプロピル）ホスファート、リン含有ポリオール、及びペンタブロモジフェニルオキシドなどの臭素化芳香族化合物、並びに他の臭素化ポリオールが挙げられる。
【００７７】
ポリウレタン組成物は、温度２５℃にてブルックフィールド粘度計で測定したとき、概して５００乃至５０００ｃｐｓの低い粘度を有する。ある程度の低粘度であることが組成物を穴の中に容易に注入することを可能にする。組成物は、フォーム構造の一部となると圧縮強度を低下させる外部の水分を防ぐため、撥水性及び疎水性とすることができる。ポリウレタンは、２成分を一緒に混合してすぐに発泡を開始する。
【００７８】
ポリウレタン組成物を穴に加え、反応させ、そして発泡させる。幾つかの反応は、穴に加える前に開始させ得る。地中用途において、木材を腐敗させたり金属を腐食させる水や他の液体がフォームを通過するのを防ぐために、得られたポリウレタンフォームは撥水疎水性であり、クローズドセルであることが好ましい。その後、得られたポリウレタンフォームは、好ましくは、混合後手で触れるように約３乃至４分間硬化させ、混合後２時間未満で完全に硬化させる。特定の用途に応じた要求される操作時間に応じて、触媒濃度の変更により、フォームのゲルタイム及びタックフリー（不粘着）時間を、より早くあるいはより遅くできる。ゲルタイムは２０分ほど長く、そして３０秒程早くすることができる。
【００７９】
ポリウレタンフォームは、木、金属、プラスチック、及び複合材料、土壌、粘土、砂利及び岩に対する優れた粘着力を有する。これは、下記表２に示された結果より明白である。
【００８０】
ポリウレタンフォームはまた、土壌に対する摩擦を増加させる研磨表面を提供する。これは、土壌を介してフーチングの動きを防ぐことに役立つ。
【００８１】
より大きな負荷がフーチングに課されると、それが土壌を介して移動するため、圧縮強度もまたフォームの損傷を防ぐために重要である。フォームの圧縮強度は、殆どの用途において、通常、３０ｐｓｉ乃至３００ｐｓｉである。但し、フーチング要件によってより高いものとなり得る。特定の態様では、１００ｐｓｉの圧縮強度を提供するフォームを利用する。
【００８２】
本発明において利用される発泡可能組成物は、上記の要件に応じて変化できる。以下は、撥水性、疎水性のクローズドセルフォームの代表である。全ての部数は質量基準である。
【００８３】
以下、本発明の態様は組成物及び方法を含む：
【００８４】
態様１：
地盤に設けられ、底部と側面を有する穴と、
該穴の中に、一般に該穴の中心に位置するように配置され、該穴の上方に伸びてなる柱、
とを含む、耐荷重性構造（耐力構造）のための基礎フーチングシステムであって、
該穴の幅は該柱の幅よりも広く、それ故、該柱の側面と該穴の側面との間にギャップが形成されてなり；
前記基礎は、さらに、該柱の周囲の硬化したクローズド・セルのポリウレタンフォームを含み、
前記ポリウレタンフォームは、該柱と該穴の側面とのギャップを埋めてなり、
前記ポリウレタンフォームは、ポリイソシアネート及び少なくとも１つの活性化水素を含有する化合物を含むポリウレタン組成物の硬化した混合物を含み、前記硬化したポリウレタンフォームは、１０ｐｓｉより大きい圧縮強度、３０ｐｓｉより大きい圧縮強度、５０ｐｓｉより大きい圧縮強度、８０ｐｓｉより大きい圧縮強度、あるいは１００ｐｓｉの圧縮強度を有する、フーチングシステム。
【００８５】
態様２：
地盤に設けられ、最上部、底部及び側面を有する穴を含む、耐荷重性構造（耐力構造）のための基礎フーチングシステムであって；
前記基礎は、さらに、硬化したポリウレタンフォームを含み、
前記フォームは前記穴を埋め、そして該穴の最上部より上方に伸びて基礎フーチングを形成し、
前記ポリウレタンフォームは、イソシアネート、及び少なくとも１つの活性水素を含む化合物を含むポリウレタン組成物の硬化した混合物を含み；
さらに前記基礎は、
一般に前記フォームの中央に位置するように、前記フォームの上に設置され取り付けられてなる柱か、あるいは、
少なくとも一部が前記フォームに埋め込まれてなる柱を含み、
硬化されたポリウレタンフォームは、１０ｐｓｉより大きい圧縮強度、３０ｐｓｉより大きい圧縮強度、５０ｐｓｉより大きい圧縮強度、８０ｐｓｉより大きい圧縮強度、あるいは１００ｐｓｉの圧縮強度を有する、フーチングシステム。
【００８６】
態様３：
少なくとも２つの穴と少なくとも２つの柱を有し、前記柱は同一の又は異なる直径を有し、各穴は、それぞれの柱の直径と必須のギャップに適合する直径を有する、態様１又は態様２の基礎フーチングシステム。
【００８７】
態様４：
前記硬化したポリウレタンフォームは、ポリウレタン組成物を混合し、該組成物を穴に注入し、該組成物を発泡させることから製造され、前記ポリウレタンフォームは、前記組成物の混合後、約１乃至１０分の間に手で触れるように硬化させる、態様１乃至態様３の基礎フーチングシステム。
【００８８】
態様５：
前記穴に配置された前記柱の下にフーチングパッドを更に含み、及び／又は、前記柱は穴の底部に配置される、態様１乃至態様４の基礎フーチングシステム。
【００８９】
態様６：
前記ポリウレタン組成物が疎水性である、態様１乃至態様５の基礎フーチングシステム。
【００９０】
態様７：
前記ポリウレタンフォームが、少なくとも一種の水不混和性成分を、全組成物の１０質量％乃至８０質量％の量にて、又は３０質量％乃至６０質量％の量にて、さらに含む、態様１乃至態様６の基礎フーチングシステム。
【００９１】
態様８：
前記組成物が、疎水性誘発界面活性剤を、全組成物の０．１質量％乃至５質量％の量でさらに含み、前記界面活性剤が、ポリシロキサン−ポリアルキレンオキシドコポリマーから選択される、態様１乃至態様７の基礎フーチングシステム。
【００９２】
態様９：
耐荷重性構造（耐力構造）のための基礎フーチングシステムを形成する方法であって、ａ）地盤に、底部と側面とを有する穴を形成する工程；ｂ）一般に該穴の中心に柱が位置するように、そして、柱の側面と穴の側面にギャップを形成するように、該穴の中に柱を設置する工程；及びｃ）ギャップ中にポリウレタン組成物を加え、ポリウレタン組成物を反応させ、発泡させ、それによりギャップを埋め、そしてフォームを硬化してクローズドセルのポリウレタンフォームとする工程；を含み、前記ポリウレタンフォーム混合物は、ポリイソシアネート及び少なくとも一つの活性化水素を含有する化合物を含み、前記硬化したポリウレタンフォームは、１０ｐｓｉより大きい圧縮強度、３０ｐｓｉより大きい圧縮強度、５０ｐｓｉより大きい圧縮強度、８０ｐｓｉより大きい圧縮強度、あるいは１００ｐｓｉの圧縮強度を有する、フーチングシステムを形成する方法。
【００９３】
態様１０：
耐荷重性構造（耐力構造）のための基礎フーチングシステムを形成する方法であって、ａ）地盤に、最上部、底部及び側面とを有する穴を形成する工程；ｂ）ポリウレタン組成物を穴の中に設置し、該ポリウレタン組成物を反応及び発泡させて、穴を埋め、そして、穴の上方に隆起させ、そして硬化させて、硬化したポリウレタンフォームフーチングを形成する工程；を含み、前記ポリウレタンフォーム混合物は、イソシアネート及び少なくとも一つの活性化水素を含有する化合物を含み；さらに、柱を、前記フォームの上に、一般に中央に位置するように取り付ける、あるいは、前記フォームに前記柱を埋め込む工程を含み、前記硬化したポリウレタンフォームは、１０ｐｓｉより大きい圧縮強度、３０ｐｓｉより大きい圧縮強度、５０ｐｓｉより大きい圧縮強度、８０ｐｓｉより大きい圧縮強度、あるいは１００ｐｓｉの圧縮強度を有する、フーチングシステムを形成する方法。
【００９４】
態様１１：
さらに、少なくとも２つの穴を形成する工程、及び、各穴に柱を設置する工程、を含み、前記柱は同一の又は異なる直径を有し、各穴は、それぞれの柱の直径と必須のギャップに適合する直径を有し、そして耐荷重性構造を基礎フーチングシステム上に建てる工程、を含む、態様９又は態様１０の方法。
【００９５】
態様９乃至態様１１は、同様に、上述の態様３乃至態様７の任意の特徴、又は全ての特徴を有し得る。
【実施例】
【００９６】
実施例１
【表３】
0006485971.tif 000004
混合粘度は１１００ｃｐｓであった。この組成物は、０．１０ｇｍ／ｃｃｍの硬化フォーム密度、及び、１００ｐｓｉの圧縮強度を有していた。
【００９７】
実施例２
【表４】
0006485971.tif 000005
混合粘度は４２００ｃｐｓであった。フォーム密度は０．０６ｇｍ／ｃｃｍであった。圧縮強度は６０ｐｓｉであった。
【００９８】
以下は、非撥水性の、硬質ポリウレタンフォームのための処方である。乾燥土壌において、プレハブのフーチングを形成するために、地上で使用可能である。
【００９９】
実施例３
【表５】
0006485971.tif 000006
混合粘度は１８００ｃｐｓであった。フォーム密度は０．０５ｇｍ／ｃｃｍであった。圧縮強度は５５ｐｓｉであった。
【０１００】
実施例４
【表６】
0006485971.tif 000007
混合粘度は３０００ｃｐｓであった。フォーム密度は０．０８５ｇｍ／ｃｃｍであった。圧縮強度は８０ｐｓｉであった。
【０１０１】
種々の原材料の濃度を調整することにより、フォームの物理的及び化学的特性が変更可能である。例えば、触媒濃度の減少はゲルタイムを遅らせる。水分含有量の増加は、フォーム密度を低下させ、圧縮強度を低下させる。フォームの特性の変更は、当業者にとって容易に実施される。
【０１０２】
以下の表において、木材の柱／フォームフーチングの圧縮強度及び引張強度を、木材の柱／コンクリートフーチングと比較する。表２及び表３は、図５に示す、フォーム５６により所定位置にある穴５２中の木材柱５４から構成される、フーチングシステムの圧縮強度及び引張強度を示す。土壌５０を圧縮した。１００ｐｓｉフォームがコンクリートと類似の値を得た。
【０１０３】
【表７】
0006485971.tif 000008
【表８】
0006485971.tif 000009
【０１０４】
表４及び表５は、図６に示すフーチングの圧縮強度及び引張強度を示す。柱６４及びフォーム６６を、穴６２内の硬質パッド６８の上に設置した。土壌６０を圧縮した。同じような方法で、柱とコンクリートを硬質パッドの上に設置した。パッドは２０００ｐｓｉコンクリート又は２０００ｐｓｉポリマーであった。バラの砂利もまた使用した。このシステムにおいて、１００ｐｓｉフォームが最高の性能であった。コンクリートは４０ｐｓｉフォームと類似の性能であった。
【０１０５】
【表９】
0006485971.tif 000010
【表１０】
0006485971.tif 000011
【０１０６】
表６及び表７は、図７に示すフーチングの圧縮強度及び引張強度を示す。１００ｐｓｉフォーム及びコンクリートは穴の中に設置され、そして地上に延びた上を越えて、配置されたフーチングである。木材の柱は、フーチングの上に設置される。
【０１０７】
フォームの表面全体に負荷を分散させるために、フーチングパッドが、フォームの上に設置される。フォームの圧縮強度よりも高い負荷をフォームにかけたときにパッドがない場合、フォームが柱の下で直接圧縮することとなる。コンクリートフーチングに比べて、１００ｐｓｉフォームのフーチングの圧縮強度及び引張強度の双方が高いものとなった。柱をアンカーボルトでフーチングの上に取り付けた。
【０１０８】
【表１１】
0006485971.tif 000012
【表１２】
0006485971.tif 000013
【０１０９】
ポリウレタンフォームはまた、土壌に対する摩擦を増加させるために、研磨表面を提供する。これは、土壌を介したフーチングの移動を防ぐのに役立つ。
【０１１０】
本発明は、本発明の実施において現在好ましいモードを含む特定の実施例について記載されているが、添付の請求の範囲に規定されている本発明の精神と範囲内にある、上述のシステム及び技術の多くの変形及び変更が存在することは、当業者であれば理解するであろう。
【符号の説明】
【０１１１】
１０  建築（ビルディング）構造
１２  浅い基礎
１４  建築（ビルディング）構造
１６  深い基礎
２０  （木材）柱
２２  アンカーボルト
２４  コンクリートフーチング
２６  砂利ベース
３０  コンクリートフーチング
３２  ファイバーチューブ
３４  金属柱アンカー
３６  地下凍結線
３８  未撹乱土壌
４０  地盤
４２  （柱）穴
４４  柱
４６  フォーム
４８  ビルディングフロア
５０  地盤
５２  （柱）穴
５４  柱
５６  フォーム
６０  地盤
６２  （柱）穴
６４  柱
６６  フォーム
６８  フーチングパッド
７０  地盤
７２  柱穴
７３  フーチングパッド
７４  柱
７６  フォーム
８０  地盤
８２  柱穴
８３  フーチングパッド
８４  柱
８６  フォーム
８３  フラットフーチングパッド
１００  土壌
１０２  穴
１０３  フーチングパッド
１０４  柱
１０６  フォーム
１１０  土壌
１１４  柱
１１６  フォーム
１１７  フーチング形態（フォーム）
１１８  地表面
１２０  土壌
１２３  フーチングパッド
１２４  柱
１２６  フォームフーチング
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１１２】
【特許文献１】米国特許第３，５６４，８５９号明細書
【特許文献２】米国特許第４，９６６，４９７号明細書
【特許文献３】米国特許第３，９６８，６５７号明細書
【図１】
0006485971.tif 000014
【図２】
0006485971.tif 000015
【図３】
0006485971.tif 000016
【図４】
0006485971.tif 000017
【図５】
0006485971.tif 000018
【図６】
0006485971.tif 000019
【図７】
0006485971.tif 000020
【図８】
0006485971.tif 000021
【図９】
0006485971.tif 000022
【図１０】
0006485971.tif 000023
【図１１】
0006485971.tif 000024
【図１２】
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