(57)【要約】  【課題】  周囲温度の変動の著しい加熱配管をコンクリート埋設した路面におけるひび割れを防止できる施工方法を提供する。  【解決手段】路盤上に加熱配管を敷設し、該加熱配管を、紐状繊維束を配合したコンクリートで埋設することを特徴とする加熱配管を埋設した路面の施工方法。紐状繊維束としては、例えば、紐長０．５〜１０ｃｍで、紐状繊維束が、紐長方向に適宜間隔で連結部を形成し網状に一体化されてなり、その表面が親水化処理されたポリオレフィン系樹脂より構成される。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
路盤上に加熱配管を敷設し、該加熱配管を、紐状繊維束を配合したコンクリートで埋設することを特徴とする加熱配管を埋設した路面の施工方法。
【請求項２】
紐状繊維束が、紐長方向に適宜間隔で連結部を形成し網状に一体化されてなる請求項１の加熱配管を埋設した路面の施工方法。
【請求項３】
紐状繊維束の紐長が０．５〜１０ｃｍである請求項１又は２の加熱配管を埋設した路面の施工方法。
【請求項４】
紐状繊維束を構成する繊維の引張弾性率が５００〜８０００ＭＰａである請求項１〜３のいずれかの加熱配管を埋設した路面の施工方法。
【請求項５】
紐状繊維束がポリオレフィン系樹脂からなる請求項１〜４のいずれかの加熱配管を埋設した路面の施工方法。
【請求項６】
紐状繊維束が親水化処理されてなる請求項１〜５のいずれかの加熱配管を埋設した路面の施工方法。
【請求項７】
紐状繊維束を０．１〜３．０ｋｇ／ｍ3配合してなるコンクリートである請求項１〜６の
いずれかの加熱配管を埋設した路面の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
周囲温度の変動の著しい加熱配管をコンクリート埋設した路面のひび割れを防止できる施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートは、圧縮強度、耐久性、不燃性等の優れた性質に加えて安価であるため、建築物の壁、路面、成形など大量に建築、土木分野等の多くの用途に用いられている。そのうち、加熱配管をコンクリートで埋設した路面、例えば、屋内の床暖房、屋外の融雪又は凍結防止システムにおいて広く存在している。
また、かかるコンクリートは、脆性物質であるために耐屈曲性が著しく低く、引張り、曲げ応力が加わると容易に破損したり、ひびがはいり、耐衝撃性が弱い等の欠点がある。そこで、近年、これらの問題点を改善するために、コンクリート補強用繊維として弾性率の高いスチール繊維や炭素繊維束（例えば、特許文献１参照）、セメントマトリクスとの親和性を改善したポリプロピレン短繊維（例えば、特許文献２参照）などがの種々の無機繊維、有機合成繊維の使用が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１１６３０３号
【特許文献２】特開平１１−１８９４４８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記の加熱配管をコンクリートで埋設した路面においては、コンクリートの加熱配管の近傍において局部的に高温となる。また、路面が特に屋外ないし寒冷地に存在する場合は、表面付近の温度変動が大きい。従って、コンクリートに加わる熱履歴が激しく、通常の用途でのコンクリートと比較して、ひび割れが特に発生しやすいという問題があり、上記の一般的な繊維で補強したコンクリートにおいても該問題が十分に解決できない。そのため、現状では、加熱配管を使用する場合は、通常、コンクリート層を通常よりも厚くすること、ひび割れの頻度を低減することで対応せざる得ない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者等は、上記問題に鑑み鋭意検討を行った結果、特定の補強繊維を用いることにより加熱配管をコンクリートで埋設した路面のひび割れの問題が著しく低減できることを見いだし、本発明に到達した。即ち、本発明は、路盤上に加熱配管を敷設し、該加熱配管を、紐状繊維束を配合したコンクリートで埋設することを特徴とする加熱配管を埋設した路面の施工方法に存する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、従来問題とされていた、加熱配管をコンクリートで埋設した路面におにおけるひび割れを著しく防止することができる。また、これにより、加熱配管の上部のコンクリート層の厚さを従来よりも薄くすることができるので、施工時のコスト削減、工期短縮が可能となる。一方、加熱効率も高められるので、結果として省エネルギーとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明について詳細に説明する。本発明の施工対象である加熱配管を埋設した路面とは、一つは、道路、屋上、駐車場、運動場など屋外路面であり、主に融雪や結防止を目的とするものである。また、広間、体育館、プールサイド、家畜場などの屋内路面であ
り、主に床暖房を目的とするものである。
【０００８】
その路面の施工方法は、路盤上に加熱配管を敷設し、該加熱配管をしたコンクリートで埋設するというものである。加熱配管の敷設方法は特に制限はないが、には、通常、予め路盤上に金網を布設して加熱配管をそれに結束する方法、あるいは、突起を一定間隔で有する発泡ポリスチレンボード上に固定してから金網を取り付ける方法、などが例示される。次に、路盤上にトコンクリートを流し込んで敷き均して、加熱配管を埋め込み、その後で、コンクリート層をローラなどの輾圧機により輾圧して仕上げを行う方法が知られている。また、該コンクリート層の上には、必要に応じて、アスファルト、インターロッキングなどの表層を設けてもよい。
【０００９】
加熱配管としては、プラスチック管でも金属管でもよいが、耐食性に優れ、軽量で施工しやすいプラスチック管が好ましい。プラスチック管の材料としては、架橋ポリエチレン、ポリブテン、ポリエチレン、ポリブロピレンなどが例示される。また、加熱配管の大きさは、通常、内径５〜３０ｍｍ程度であり、かかる加熱配管を、路面に必要に応じて設置する。なお、加熱配管内に通す熱媒は、通常５０〜９０℃程度の温水が使用される。
【００１０】
本発明では、以上のような路盤上に加熱配管を敷設し、該加熱配管をコンクリートで埋設する路面の施工方法において、紐状繊維束を配合したコンクリートを用いる。ここでの紐状繊維束とは、単繊維が集合してなるフィラメント繊維が複数本撚りあって紐状に形成されたものである。また、ここでの紐状繊維束は、紡糸してなるフィラメント繊維からなるものに限定されず、樹脂テープを縦延伸することで配向が付与縦方向に割れやすくなり、フィラメント繊維状の形状となったようなものも包含される。
この紐状にまとまっている状態での断面の長径が通常１〜１０ｍｍ、特に２〜５ｍｍ程度のものである。紐状繊維束を構成する各フィラメントの繊度や太さは特に限定はない。
かかる紐状繊維束は、紐長方向に適宜間隔で連結部を形成し網状に一体化されてなるものが望ましい。これは、紐状繊維束をコンクリートに配合した状態で、フィラメント間の撚り状態が緩み、コンクリート内で、二次元的ないし三次元的に広がって存在し、より補強効果を発現させることができるものと推定される。
【００１１】
また、紐状繊維束の紐長は通常０．５〜１０ｃｍ、好ましくは１．５〜７ｃｍ程度にカットされたものが望ましい。紐長が短すぎると、コンクリートに配合された際にコンクリートからの抜けが生じ易く、また、紐長が長すぎると分散性が不良となり易く好ましくない。更に、この紐長の範囲にあると、紐状繊維束がコンクリート中で二次元ないし三次元的にほどよく広がった状態で存在しやすくなる傾向にあり、コンクリート強化としての効果が得られやすい。かかる紐長は、通常、連続紐状繊維束として製造されたものを、ロールカッター式や押切カッター式などの切断方法によってを短く切断することにより調整される。コンクリートに配合される紐状繊維束は、上記の紐長の範囲であれば、紐長を揃えたものでも、紐長に分布を有したものでも、いずれも使用することができる。
【００１２】
図１は、紐状繊維束の形状の一例を模式的に示したものである。図１（ａ）は、紐状繊維束そのものを示したものであるが、これを横方向に人手で広げると図１（ｂ）のような状態となる。図１の紐状繊維束は、通常１０〜５０本程度のフィラメント繊維が網目状に連結されてなあり、フィラメント繊維１本１本のの太さは通常０．２〜１．２ｍｍ程度であり、形状は碁子麺状である。各フィラメント繊維１に対して、横方向に、通常、太さが通常０．０１〜０．２mm程度の細い繊維２で連結される。このような紐状繊維束は必ずしも、溶融紡糸して得られたフィラメント繊維より製造する必要はなく、たとえば、未延伸の樹脂テープに適当な間隔で複数の小孔を開けた状態で縦方向に急速に延伸することによっても、図１と同様の構造の紐状繊維束を容易に得ることができる。
【００１３】
図２は紐状繊維束の形状の別例を模式的に示したものであり、特に、紐状繊維束を幅方向に広げた状態を示したものである。これによれば、複数のフィラメント繊維１が並列に並び、隣接するフィラメント繊維１が部分的に結接した連結部２により、一体化したものである。図２で示される紐状繊維束の製造方法は特に制限はなく、例えば、樹脂原料を溶融紡糸した後、縦延伸などを行ったものを行う工程において、各フィラメント繊維の一部を横方向に接合するようにすればよい。また、図２の紐状繊維束の場合、フィラメント繊維が通常２〜１０本程度連結されたもので、この連結部の間隔が通常１〜３０ｍｍの範囲が好ましい。即ち、間隔が短すぎると並列糸としての効果が薄れたテープ状となってしまい、コンクリート中での均一分散が困難なものとなってしまうし、一方、間隔が大きすぎると、短繊維となった際に結接力が低くフィラメントの単離が生じ易く、コンクリート補強効果、特に繊維の引き抜きに対しての効果に劣ったものとなる。
【００１４】
紐状繊維束は、コンクリートに均一に分散されやすく、補強効果に優れたものが好ましく、適度な柔軟性を有するものが望ましい。その意味で、紐状繊維束を構成する繊維の引張弾性率は、好ましくは５００〜８０００ＭＰａの範囲のもである。
【００１５】
以上のような紐状繊維束を構成する材料は、通常の熱可塑性樹脂であれば、特に制限はないが、例えば、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−１、ポリ−４−メチルペンテン−１、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、無水マレイン酸変性ポリオレフィン、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド等を挙げることができるが、高結晶、高剛性であり成形性が容易な点などから、好ましくはポリオレフィン系樹脂であり、特に好ましくはポリプロピレン系樹脂である。ここで、ポリプロピレン系樹脂とは、プロピレン単独重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体あるいはランダム共重合体などの公知のポリプロピレン共重合体またはそれらの混合物であって、これらなかでも高強度、耐熱性を要求されるコンクリート強化用としてはプロピレン単独重合体が望ましい。
なお、これらの熱可塑性樹脂は、本発明の効果を妨げない範囲内でさらに、酸化防止剤、可塑剤などの添加剤を必要に応じて添加してもよい。
【００１６】
上記の材料は本発明での好ましい形状、強度、耐熱性などの物性を有する紐状繊維束を製造しうるものである。しかしながら、ポリオレフィン系の紐状繊維束などの多くは表面が疎水性であり、親水性のセメントマトリックスとの接着性が悪く、また、セメントスラリー中での分散性が悪い場合がある。そこで、必要に応じ、紐状繊維束は親水化処理されたものを使用することが望ましい。かかる親水化処理としては、界面活性剤や水溶性高分子などで表面処理させる方法が適当である。ここでの界面活性剤としては、高級脂肪酸金属塩、高級アルコール硫酸エステル金属塩、高級アルキルエーテル硫酸エステル金属塩、アルキルベンゼンスルホン酸金属塩、アルキルベンゼンナフタレンスルホン酸金属塩、パラフィンスルホン酸金属塩、アルキルアミン塩、アルキルアンモニウム塩が、水溶性高分子としてはポリビニルアルコール、エチレン酢酸ビニル共重合体加水分解物、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸などが例示される。
【００１７】
かかる界面活性剤や水溶性高分子の紐状繊維束への付着は、紡糸工程、延伸工程、のいずれの段階で付着させてもよい。また、付着方法は、ローラ法、浸漬法、噴霧法、パットドライ法などを用いることができる。好ましくは、紡糸工程、延伸工程で付着させるのが均一付着ができてよく、付着量は繊維重量に対して通常０．１〜５重量%である。付着量
が少なすぎると効果が十分得られず、また、多すぎても効果が飽和状態となること、また、粘度が大きくなるため生産性が悪くなり、不経済でもあるため実用的でない。
【００１８】
以上の紐状繊維束をコンクリートに配合することにより、本発明で使用される繊維強化
コンクリートとすることができる。ここでのコンクリートは、セメント、粗骨材、細骨材、混和剤および水を主成分と、いわゆるモルタルと呼ばれるものも包含する。セメントとしては、普通ポルトランド、早強ポルトランド、超早強ポルトランド等が用いられ、その添加量は、土木用および建築用として用いられる通常の調合であれば特に問題なく、好ましくは２５０ｋｇ／ｍ3 以上である。粗骨材（砂利）としては、例えば、砕石、人工軽量粗骨材、酸化鉄鋼石などが用いられ、その添加量は土木用および建築用として用いられる通常の調合であれば特に問題なく、好ましくは１０００ｋｇ／ｍ3 以下である。細骨材（砂）としては、例えば、砂、ケイ石、シリカヒューム、人工軽量細骨材等が用いられ、添加量は土木用および建築用として用いられる通常の調合であれば特に問題なく、好ましくは１５００kg/m3 以下である。その他、混和剤としては、減水剤、分散剤、消泡剤、発泡剤等があげられる。
【００１９】
以上のコンクリートにおける紐状繊維束の配合量は通常０．１〜３．０ｋｇ／ｍ3であ
る。比較的わずかな配合量で効果を発現するが、過剰配合ではコスト面だけでなく、補強効果上昇の非効率化や流動性の低下を招くので、あまり好ましくない。繊維強化コンクリートは、セメント、粗骨材、細骨材、紐状繊維束、水、その他助剤を混練し、必要により振動機で振動を与えながら型枠に流し込み、常温養生または蒸気養生、必要に応じてオートクレーブ養生して硬化させることにより得られる。また、コンクリートを製造した後に、紐状繊維束を追加配合して再び混練してもよい。
【実施例】
【００２０】
図１に示す横５０ｃｍ、縦５０ｃｍ、１４ｃｍの大きさの試験体により、加熱配管を埋設した路面の耐クラック性を試験した。厚さ１０ｃｍの破石路盤１１のうえに、格子上の溶接金網１２を敷設し、そのうえに架橋ポリエチレン製の樹脂パイプ１３（内径１３ｍｍ、肉厚２ｍｍ）を１５ｃｍ間隔で蛇行状態に配管して固定した。
次いで、三菱マテリアル（株）製早強ポルトランドセメント３５０ｋｇ／ｍ3、細骨材
（浜岡産砂）８７２ｋｇ／ｍ3及び粗骨材（砕石６号）８９２ｋｇ／ｍ3を２軸型ミキサー（５５リットル）で乾式混合し、次いで、水１７０ｋｇ／ｍ3及び混和剤（花王製、商品
名マイティ）３．５ｋｇ／ｍ3の混合液を投入し、１５０秒湿式混合し、コンクリートを
得た。次に、このコンクリートを上記３の回りに敷設し、厚さ４ｃｍのコンクリート層１４を形成し、室温で１週間養生し、試験体Ａを得た。
【００２１】
また、以上の試験体Ａの製造方法において、コンクリート中に、ウルトラネット（三菱化学産資材（株）の商品名、図１に示すような紐長方向に適宜間隔で連結部を形成し網状に一体化され、親水化処理されたポリプロピレン系樹脂からなる紐状繊維束）（長さ約５０ｍｍ、比重０．９１、引張弾性率３５００ＭＰａ）１．０ｋｇ／ｍ3添加した以外は試
験体Ａの製造方法と同様の方法で試験体Ｂを調製した。
以上の試験体Ａ、Ｂに、各々、９０℃の熱水と、室温水とを交互に６時間毎に、０．５Ｌ／分の流速で循環させた場合に、各試験体Ａ，Ｂのコンクリート表面に発生したクラックの状況を観察した。試験体Ｂのクラックは、試験体Ａで生じたクラックの量の９５％以下であり、試験体Ｂのクラック自体も目立たない程度のものであった。
【００２２】
以上、現時点において、最も実践的であり、且つ、好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読みとれる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う加熱配管を埋設した路面の施工方法もまた本発明の技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１ａ】紐状繊維束の形状の一例を模式的に示したものである。図１（ａ）は、紐状繊維束そのもの、
【図１ｂ】図１（ｂ）は、これを横方向に人手で広げた状態のものである。
【図２】紐状繊維束の形状の一例を模式的に示したものであるものであり、横方向に広がった状態を示す。
【図３】本発明の効果を確認するための試験体の横面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１：フィラメント繊維
２：連結部
１１：破石路盤
１２：溶接金網
１３：樹脂パイプ
１４：コンクリート層
【図１ａ】
2005076380.tif 000002
【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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