(57)【要約】【課題】  コンクリート函体の内外面全面を伸び率の高い不飽和ポリエステル樹脂で覆い樹脂の耐薬品性と高い伸び能力を利用する合成コンクリート函体を提供する。【解決手段】  樹脂被覆厚さ分を減寸したコンクリート函体本体２０を、内外面の最外縁に引っ張り鉄筋比０．５％〜２．５％の鋼材を配置して製作し、このコンクリート函体本体２０を養生した後、表面に樹脂接着用プライマを塗布し、次いで、遠心成形型枠１０内に固定して遠心力を付与し、表面に不飽和ポリエステルを主剤とする樹脂液３０をホッパ４０から供給して樹脂被覆した合成コンクリート函体を製造する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂被覆厚さ分を減寸したコンクリート函体本体を製作し、該コンクリート函体本体を養生した後、表面に樹脂接着用プライマを塗布し、次いで該表面に被覆樹脂層を形成することを特徴とする合成コンクリート函体の製造方法。
【請求項２】
前記コンクリート函体本体は、コンクリートの最外縁に、引っ張り鉄筋比０．５％〜２．５％の鋼材を配設したコンクリートからなることを特徴とする請求項１記載の合成コンクリート函体の製造方法。
【請求項３】
前記被覆樹脂は不飽和ポリエステルを主剤とする樹脂であることを特徴とする請求項１記載の合成コンクリート函体の製造方法。
【請求項４】
前記被覆樹脂を形成する工程において、前記コンクリート函体本体を型枠内面に対して均等隙間を保持させて遠心成型枠内に組み込み、遠心成形型枠を回転して遠心力を付与しつつ、該型枠内に樹脂液を供給し、型枠とコンクリート函体本体との隙間に該樹脂液を充填し、樹脂液中の気泡を遠心力により除去しつつ樹脂を硬化させ、函体内面を樹脂の平滑な鏡面に仕上げることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の合成コンクリート函体の製造方法。
【請求項５】
前記被覆樹脂を形成する工程において、二重壁体から成る縦型型枠内に樹脂液を蓄えておき、型枠内面と前記コンクリート函体本体の表面とが均等隙間になるように案内しながら、前記コンクリート函体本体を軸方向に上から静かに該型枠内に降下させ、次いで、樹脂補充口と空気抜き口を併設した上蓋を型枠上面に取付け、樹脂液を補充し、空気抜き口上部まで樹脂液が到達したことを確認し、次いで樹脂が硬化した後、脱型し、前記樹脂補充口、空気抜き口、案内治具部を整形することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の合成コンクリート函体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に樹脂層を形成した合成コンクリート函体の製造方法に関する。コンクリート函体はコンクリート管、ボックスカルバート、ケーソン、その他の函体状をなすコンクリート製品を云う。
【背景技術】
【０００２】
遠心力成型により製造され、下水道等に多用されている鉄筋コンクリート管（ヒューム管）その他のコンクリート函体は、酸性環境に弱く、特に下水道では、亜硫酸ガスを硫酸に変える硫酸バクテリア等の作用により、耐久性を著しく損なっている。これに対処する技術として、レジンコンクリートを用い、レジンコンクリートの耐薬品性を利用する技術もあるが、実際にはコストが高く普及していない。また、重金属粉、銀イオンをコンクリート中に混入してバクテリアの増殖を抑える技術もあるが、環境状況やバクテリアの種類等により防護効果がないという問題がある。
【０００３】
また、酸素瀑気により嫌気性バクテリアの増殖を押さえ、亜硫酸ガスを発生させないようにした技術がある。（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００４】
これらの技術はいずれも欠点が多く普及度が低い。また都市化により下水道管等の埋設深さが深くなり高強度が要求されると共に、一方、適切な敷設勾配を取れない場合も多く、コンクリート管その他のコンクリート函体の内面の平滑度を高めることが要求されている。また継手等からの漏水や流入水の防止も間題であった。
【０００５】
さらに、従来、鉄筋コンクリートはひび割れが発生しやすく、鉄筋に錆が発生する問題があり、その対策として鉄筋位置をコンクリートの中央側に寄せてコンクリートかぶり厚さを大きくし、コンクリートの高いアルカリ性によって錆の発生を防護しようとしている。鉄筋位置をコンクリートの中央側に寄せるとコンクリート躯体の曲げ耐力が減少するという問題がある。
【非特許文献１】石井義章、前田照信  「防菌剤によるコンクリート防蝕工法の現状と課題」        １９９７年８月号  防水ジャーナル  ｐ６１〜６４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、高耐久性、超高強度の合成コンクリート函体の製造方法に関するもので、コンクリート函体の内外面全面を伸び率の高い樹脂、例えば不飽和ポリエステル樹脂で覆い、樹脂の耐薬品性と高い伸び能力を利用して耐久性が高く、超高強度を有するコンクリート函体の製造技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、樹脂被覆厚さ分を減寸した
コンクリート函体本体を製作し、該コンクリート函体本体を養生した後、表面に樹脂接着用プライマを塗布し、次いで該表面に被覆樹脂層を形成することを特徴とする合成コンクリート函体の製造方法である。
【０００８】
上記合成コンクリート函体の製造方法において、前記コンクリート函体本体は、コンクリートの最外縁に、引っ張り鉄筋比０．５％〜２．５％の鋼材を配設したコンクリートとすると、曲げ耐力を大きくすることができ、好適である。
【０００９】
ここで鋼材としては、異型棒鋼、異型バー、異型ＰＣ棒鋼などを用いるとよく、特に高強度のものが良い。また鋼材の形状は断面が円形のものだけでなく、構造上有利な長方形断面のものも利用することができる。
【００１０】
本発明では前記被覆樹脂は例えば不飽和ポリエステルを主剤とする樹脂とすると、伸び率の高い不飽和ポリエステル樹脂で内外面全面を覆い、コンクリートがひび割れを発生するまで変形しても、樹脂表面には亀裂が発生しないので、侵食物質の侵入を阻止することができ、鋼材の腐食を防止することができる。従って、高強度鋼材をコンクリートの外表面の近傍、例えばコンクリートの最外縁に配置することにより、大きな曲げ耐力をもつコンクリート函体を得ることができる。
【００１１】
伸び率の高い不飽和ポリエステル樹脂は軟質であり、継手部のシール材としても利用できる。本発明ではコンクリート函体の継手部を被覆材と一体に成型できるので、接着等の工程が不要となり、止水性の高い継手を提供することができる。
【００１２】
前記被覆樹脂を形成する工程において、前記コンクリート函体本体を型枠内面に対して均等隙間を保持させて遠心成型枠内に組み込み、遠心成形型枠を回転して遠心力を付与しつつ、該型枠内に樹脂液を供給し、型枠とコンクリート函体本体との隙間に該樹脂液を充填し、樹脂液中の気泡を遠心力により除去しつつ樹脂を硬化させ、函体内面を樹脂の平滑な鏡面に仕上げるようにすると、遠心力により密実に形成され平滑な内外面をもつ合成コンクリート函体を製造することができ、好適である。
【００１３】
また、他の手段として、前記被覆樹脂を形成する工程において、二重壁体から成る縦型型枠内に樹脂液を蓄えておき、型枠内面と前記コンクリート函体本体の表面とが均等隙間になるように案内しながら、前記コンクリート函体本体を軸方向に、上から静かに該型枠内に降下させ、次いで、樹脂補充口と空気抜き口を併設した上蓋を型枠上面に取付け、樹脂液を補充し、空気抜き口上部まで樹脂液が到達したことを確認し、次いで樹脂が硬化した後、脱型し、前記樹脂補充口、空気抜き口、案内治具部を整形する手段をとることもでき、すぐれた樹脂被覆を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、伸び率の高い不飽和ポリエステル樹脂等を用いてコンクリート函体の内外面全面を覆い、コンクリートがひび割れを発生する変位量を上廻る変形をしても、樹脂表面には亀裂が発生しない。従って、侵食物質の侵入を阻止することができ、鋼材の腐食を防止することができる。
【００１５】
また、高強度鋼材をコンクリートの外表面に配置し、樹脂被覆をかぶりとしてこれを保護することにより、大きな曲げ耐力をもつコンクリート函体を得ることができる。
【００１６】
なお、不飽和ポリエステル樹脂は伸び率が高く軟質であり、継手部のシール材としても利用でき、被覆材と一体成型してあるので接着等の工程が不要で、止水性の高い継手を提供することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１は本発明の合成コンクリート函体の製造方法の実施例を示す図で、樹脂被覆工程を示す装置の断面図である。
【００１９】
図示しない別の型枠を用いて樹脂被覆厚さ分を減寸したコンクリート函体本体２０を製作し、このコンクリート函体本体２０を例えば蒸気養生によって養生した後、表面温度が常温まで降下した後、表面に樹脂接着用プライマを塗布し、図１に示すように型枠１０内に取付ける。プライマとしては、例えば三井武田ケミカル製「シーラーＫＡ」（商品名）等を塗布する。
【００２０】
図１は遠心成形型枠１０を示している。コンクリート函体本体２０には型枠１０内に取付けるための取付部として例えばインサート２１を設けておき、ボルト２２によりコンクリート函体本体１０を型枠１０内に固定する。このとき、型枠１０の内面とコンクリート函体本体１０の表面との間に、樹脂３０が充填される均一な隙間を設けておく。隙間は２ｍｍ〜１５ｍｍ、好ましくは４ｍｍ〜６ｍｍとする。
【００２１】
遠心成形型枠に付与する遠心力値としては１．５ｇ〜３５ｇ（ｇは重力の加速度）とし、さらに好ましくは３ｇ〜８ｇを付与する。遠心成形型枠１０を矢印４１で示すように中心軸まわりに回転させ、遠心力を付与しながら、ホッパ４０から遠心成形型枠１０内に樹脂液３０を供給する。
【００２２】
供給された樹脂液３０は型枠１０の内面とコンクリート函体本体２０との隙間に充填され、樹脂液３０中の気泡を遠心力により除去しつつ硬化する。函体内面を平滑な鏡面に仕上げる。
【００２３】
樹脂液３０としては、所定調合樹脂液主剤、収縮低減剤、硬化剤、触媒、脱気泡剤、硬化促進剤、遅延剤、フィーラー等を用い、これらを所定調合で混合撹拌した樹脂液をホッパ４０を利用して流下する。
【００２４】
樹脂液３０は遠心力の作用を受けながら型枠１０の内面とコンクリート函体本体２０との隙間に充填され、やがてコンクリート函体本体２０の全面を覆う。樹脂液３０に巻き込まれていた気泡は遠心力により抜け出す。樹脂は不飽和ポリエステル等の伸び能力の大きいものを用いる。例えば、三井武田ケミカル製「ポリマール６３３０Ｆ」（商品名）等を用いるとよい。遠心力の作用により平準面を整形することができ、硬化後の内面は樹脂の平滑な鏡面に仕上がる。
【００２５】
図２は被覆樹脂層を形成する別の実施例を示す断面図である。図２の右半分は型枠の放射方向に沿って切断した縦断面図、図２の左半分はコンクリート本体内を通る周面の断面投影図である。型枠１０は、隙間を持つ同心円の二重壁体から成り、コンクリート函体本体２０を函体軸方向に上から降下させて挿入するように形成されており、底板１１上に外型枠及び内型枠１２を立設し、蓋１３を上からかぶせるようになっている。この型枠１０内に樹脂液３０を入れておき、コンクリート函体本体２０を上から軸方向に静かに挿入すると状樹脂液３０は型枠１０、１２の内面とコンクリート函体本体２０との隙間を上昇する。
【００２６】
次いで、樹脂補充口１４と空気抜き口１５を併設した上蓋１３を型枠１０の上面に取付け、樹脂液３０を補充し空気抜き口１５の上部まで樹脂液３０が到達したことを確認し、次いで、樹脂が硬化した後、脱型し、前記樹脂補充口１４、空気抜き口１５等を整形して樹脂被覆を完了する。
【００２７】
図２に示す樹脂被覆手段を用いる場合は、樹脂被覆用型枠底部に所定隙間が確保できる案内治具が必要数取り付けられている。図３はこれを示す型枠１０の部分図である。型枠１０の底部に設けられた案内ピン２４はスプリング５１により上下に摺動する。上面を除く隙間を満たすだけの樹脂液３０を型枠１０内に蓄えておく。上からコンクリート函体本体２０を軸方向に静かに型枠１０内に降下させ案内ピン２４を押し下げながら型枠底板１１とコンクリート函体本体２０の端面間に所定の隙間が形成されるように、ソケット５０下部の高さ調整装置５２で調節する。この高さ調節装置５２は雄ねじを備え、ソケット５０は雌ねじを備え互いに螺合している。案内ピン２４はコンクリート函体本体に設けた案内凹部２５内に進入されてコンクリート函体本体２０が型枠１０の内面と適正な一様隙間を形成するように案内する。案内ピン２４はシール部５３を備え、シールされた状態で上下動する。
【００２８】
樹脂被覆工程で樹脂液内に空気を巻き込まないようにすることが肝要である。このため、適切な形状の気泡抜きを適切な場所に設置すると共に、コンクリート函体本体２０の降下速度を適切な緩やかな速度にする。
【００２９】
本発明に係るコンクリート函体本体２０は、コンクリートの最外縁に、引っ張り鉄筋比０．５％〜２．５％の鋼材を配設したコンクリートとすると好ましい。
【００３０】
鋼材としては、異型棒鋼、異型バー、異型ＰＣ棒鋼などを用い、特に高強度のものを用いると良い。引っ張り鉄筋比を０．５％〜２．５％としたのは、通常のヒューム管と同等の鉄筋比でも高耐力、超高強度を維持することができるからである。
【００３１】
図４〜６は、実施例の被覆樹脂液３１を備えた合成コンクリート函体のコンクリート内の配筋を示す説明図である。本発明では図４、図５に示すようにコンクリート函体本体２０の外表面に鉄筋６０、６１が露出する状態に配筋されており、被覆樹脂液３１がかぶりとなってこれを保護している。図４は円形断面の鉄筋６０を示し、図５は矩形断面の鉄筋６１を示している。被覆樹脂液３１はコンクリートかぶりとは異なりひび割れを生じないので、非常に効果的に鉄筋を保護する。従って本発明では鉄筋をコンクリートの表面近傍に配設することができ、合成コンクリート函体の曲げ強度を著しく改善することができる。また耐久正も飛躍的に向上する。
【００３２】
図６はコンクリート函体本体１０の外周にＰＣ鋼材６２を巻回した高圧函体、例えば高圧コンクリート管の断面を示すもので、被覆樹脂液３１を施して外周面２６、内周面２７を形成したものである。
【００３３】
次に図７は、図８に示すようにコンクリート函体本体２０と被覆樹脂液３１との接着面に剥離３３を生ずるおそれのある部分に表裏の被覆樹脂液３１間に連絡部３２を設けた例を示している。
【００３４】
また、図１１に示すようにコンクリート函体本体２０の内側のコーナ部等に被覆樹脂液３１の剥離３６が生ずるのを防止する構造を図９、図１０に例示した。
【００３５】
図９はコンクリート函体本体２０の内面側にホゾ孔３４を設けた例、図１０は丸頭孔３５を設けた例を示している。樹脂液は樹脂被覆時にこれらの孔３４、３５に入り込み、硬化して剥離防止作用を行う。図１２、１３はこのようなホゾ孔３４や丸頭孔３５を形成する手段を例示したものである。ゴム等によって形成した型材７０、７１等を型枠１０に取付けておき、コンクリート硬化後コンクリート面からこれらを抜取ることによってホゾ孔や丸頭孔をコンクリート面に容易に形成することができる。
【実施例】
【００３６】
（実施例−１）
梁形の試験片を用いて本発明の基礎試験を行った。コンクリート寸法は幅９．４ｃｍ×高９．４ｃｍ×長さ７９．４ｃｍとし、梁の支持スパンを６０ｃｍとした。厚さ０．３ｃｍの樹脂被覆を施した実施例１、２と樹脂被覆を施さない比較例１を中央一点載荷によって試験し、試験片のひび割れ荷重、最大荷重、被覆樹脂のひび割れの確認を行った。
【００３７】
コンクリートはヒューム管１種用の配合を用い、蒸気養生後脱枠し、材令３日でプライマを塗布した後、樹脂被覆を施し、材令１５日で試験を実施した。
【００３８】
型枠内にコンクリート試験片を隙間をあけて装入し、樹脂としては三井武田ケミカル（株）製「ポリマール６３３０Ｆ」（商品名）を用い、樹脂を型枠内に圧入し硬化させた。樹脂厚は０．３ｃｍとした。試験結果を表１に示した。
【００３９】
実施例１、２では、鉄筋として６ｍｍ径の異形棒鋼及び６．４ｍｍのＰＣ鋼材を用いそれぞれコンクリート本体の表面に上下に配設し、０．３ｃｍ厚さの樹脂層がこれを覆っており、比較例１では、鉄筋として６ｍｍ径の異形棒鋼を用い、コンクリート表面から芯被り４ｃｍの位置に配設した。樹脂被覆はない。
【００４０】
表１に示すように耐久性を大きく左右する被覆樹脂膜のひび割れの発生は実施例１，２では共に最大荷重まで起きず、被覆を施さない比較例１のひび割れ荷重と比較すると、それぞれ２．４倍および６．９倍であった。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
（実施例−２）
１０００ｍｍφ×２ｍＬのヒューム管を用い、上下一点の集中線載荷によってひび割れ荷重、最大荷重、被覆樹脂のひび割れを確認した。
【００４３】
コンクリートはヒューム管１種用の配合を用い、蒸気養生後脱枠し、材令３日で実施例３の樹脂被覆を遠心力を作用させて施し、材令１５日で試験を実施した。樹脂被覆のない比較例２の試験結果と併せ、表２に試験成績を示した。
【００４４】
実施例３では、鉄筋として６．４ｍｍのＰＣ鋼材をピッチ７５ｍｍでコンクリート本体の表面に配設し、０．３ｃｍ厚さの樹脂層でこれを被覆した。一方比較例２では、鉄筋として４ｍｍφのＰＣ鋼ワイヤをピッチ９６ｍｍでコンクリート表面から芯被り２．３ｃｍの位置に配置した。樹脂被覆は施されていない。
【００４５】
耐久性を大きく左右する被覆樹脂膜のひび割れの発生は実施例３では最大荷重まで起きず、被覆のない比較例２のひび割れ荷重と比較すると約６倍であった。
【００４６】
【表２】
2005186529.tif 000004
【００４７】
本発明の合成コンクリート函体は広い用途に用いることができ、例えば、都市下水道管路、酸性地盤での工業用水路、農業用水路、ボックスカルバート、マンホール、ＰＣ管のグナイトの替わり、高盛土下の管路、海岸・塩害対応管路、温泉排水路、化学工場排水路、流雪溝、高耐久性函体又は対薬品性函体などに用いると好適である。
【００４８】
本発明の合成コンクリートは従来のＪＩＳコンクリート管の２倍〜６倍の強度や耐久性をもつものとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施例の遠心成形による合成コンクリート函体の製造方法の説明図である。
【図２】実施例の浸漬方式による合成コンクリート函体の製造方法の説明図である。
【図３】図２の部分詳細図である。
【図４】実施例の配筋例を示す断面図である。
【図５】実施例の配筋例を示す断面図である。
【図６】実施例の配筋例を示す断面図である。
【図７】実施例の樹脂連結を示す断面図である。
【図８】樹脂剥離の説明図である。
【図９】樹脂剥離防止手段の説明図である。
【図１０】樹脂剥離防止手段の説明図である。
【図１１】樹脂剥離の説明図である。
【図１２】樹脂剥離防止の結合部形成手段説明図である。
【図１３】樹脂剥離防止の結合部形成手段説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０    型枠
１１    型枠底板
１２    内型枠
１３    蓋
２０    コンクリート函体本体
２２    ボルト
２４    案内ピン
２６    外周面
２７    内周面
３０    樹脂液
３１    被覆樹脂
３３、３６    剥離
３４    ホゾ孔
３５    丸頭孔
４０    ホッパ
４１    矢印
５０    ソケット
５１    スプリング
５２    高さ調整装置
５３    ミール部材
６０、６１    鉄筋
６２    ＰＣ鋼材
７０、７１    型材
【図１】
2005186529.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005186529.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
2005186529.tif 000015
【図１２】
2005186529.tif 000016
【図１３】
2005186529.tif 000017