JP2001271340A

JP2001271340A - 複合パイル

Info

Publication number: JP2001271340A
Application number: JP2000082974A
Authority: JP
Inventors: Seiji Shirokuni; 省二城國
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2001-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】製造が容易であり、また、軽量で、錆びが発
生する恐れが無い複合パイルを提供する。【解決手段】樹脂管を外殻とし、該樹脂管の内側に、
少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉末、粒径2mm以
下の細骨材、減水剤、及び水を含む配合物を遠心力成形
によってライニングして、樹脂管と配合物とを一体化し
た複合パイル。さらに、配合物に、金属繊維及び／又は
有機質繊維、平均粒径3〜20μｍの無機粉末、平均粒度1
mm以下の繊維状粒子又は薄片状粒子を含むことが好まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂管を外殻と
し、その内側に圧縮強度が200MPaを超える配合物（コン
クリート）をライニングした複合パイルに関する。本発
明の複合パイルは、基礎杭等として使用する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、鋼管を外殻とし、その内側に
圧縮強度80MPa程度の高強度コンクリートをライニング
した複合パイル（いわゆる鋼管コンクリート杭）が知ら
れている。該鋼管コンクリート杭は、大きな曲げモーメ
ントやせん断力が作用する場合の基礎杭、あるいは変位
の制限条件が大きい場合の基礎杭として使用されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た鋼管コンクリート杭には、 1)スランプ数cm程度のコンクリートを使用するため、鋼
管内へのコンクリートの投入が困難である。また、遠心
力成形によって製造するため、成形後に発生するノロを
処理する必要がある。 2)鋼管自体の重量が大きく、また、コンクリート厚も厚
いため、鋼管コンクリート杭の重量が大きくなり、運搬
等に手間がかかる。 3)鋼管が錆びる。などの欠点があった。

【０００４】そのため、上記の欠点が解消できる複合パ
イル、すなわち、製造が容易であり、また、軽量で、錆
びが発生する恐れが無い複合パイルが望まれていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するために鋭意研究した結果、樹脂管を外殻とし、
その内側に特定の材料を組み合わせた配合物を遠心力成
形によってライニングして、樹脂管と配合物とを一体化
した複合パイルであれば、上記課題を解決することがで
きるとの知見を得、本発明に到達した。

【０００６】即ち、本発明は、樹脂管を外殻とし、該樹
脂管の内側に、少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉
末、粒径2mm以下の細骨材、減水剤、及び水を含む配合
物を遠心力成形によってライニングして、樹脂管と配合
物とを一体化したことを特徴とする複合パイル（請求項
１）であり、さらに、配合物に、金属繊維及び／又は有
機質繊維（請求項２）、平均粒径3〜20μｍの無機粉末
（請求項５）、平均粒度1mm以下の繊維状粒子又は薄片
状粒子（請求項６）を含むことが好ましいものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明において、外殻である樹脂管に使用する樹
脂は、特に限定するものではなく、例えば、塩化ビニル
樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、
エポキシ樹脂等が挙げられる。樹脂管の外径は300〜600
mm、長さは5〜15mであることが好ましい。なお、本発明
においては、樹脂管と配合物の付着性を高めるために、
樹脂管の内面に若干の凹凸（キズでもよい）があること
が好ましい。

【０００８】本発明の複合パイルは、前記樹脂管を外殻
とし、該樹脂管の内側に、少なくとも、セメント、ポゾ
ラン質微粉末、粒径2mm以下の細骨材、減水剤、及び水
を含む配合物を遠心力成形によってライニングして、樹
脂管と配合物とを一体化したものである。本発明で使用
するセメントの種類は限定するものではなく、普通ポル
トランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱
ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント等の
各種ポルトランドセメントや高炉セメント、フライアッ
シュセメント等の混合セメントを使用することができ
る。本発明において、配合物の早期強度を向上しようと
する場合は、早強ポルトランドセメントを使用すること
が好ましく、配合物の流動性を向上しようとする場合
は、中庸熱ポルトランドセメントや低熱ポルトランドセ
メントを使用することが好ましい。

【０００９】ポゾラン質微粉末としては、シリカフュー
ム、シリカダスト、フライアッシュ、スラグ、火山灰、
シリカゾル、沈降シリカ等が挙げられる。一般に、シリ
カフュームやシリカダストでは、その平均粒径は、1.0
μｍ以下であり、粉砕等をする必要がないので本発明の
ポゾラン質微粉末として好適である。ポゾラン質微粉末
の配合量は、配合物の硬化後の強度等から、セメント10
0重量部に対して5〜50重量部が好ましい。ポゾラン質微
粉末が少ないと強度発現性が低下する。ポゾラン質微粉
末の添加量が多くなると単位水量が増大するのでやはり
強度発現性が低下する。

【００１０】本発明においては粒径2mm以下の細骨材が
用いられる。ここで、本発明における細骨材の粒径と
は、85％重量累積粒径である。細骨材の粒径が2mmを超
えると、配合物の硬化後の強度が低下する。なお、本発
明においては、最大粒径が2mm以下の細骨材を用いるこ
とが好ましく、最大粒径が1.5mm以下の細骨材を用いる
ことがより好ましい。細骨材としては、川砂、陸砂、海
砂、砕砂、珪砂及びこれらの混合物を使用することがで
きる。細骨材の配合量は、配合物の硬化後の強度や乾燥
収縮量の低減等から、セメント100重量部に対して50〜2
50重量部が好ましく、80〜180重量部がより好ましい。

【００１１】減水剤としては、リグニン系、ナフタレン
スルホン酸系、メラミン系、ポリカルボン酸系の減水
剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を
使用することができる。これらのうち、減水効果の大き
な高性能減水剤又は高性能ＡＥ減水剤を使用することが
好ましい。減水剤の配合量は、セメント100重量部に対
して、固形分換算で0.5〜4.0重量部が好ましい。セメン
ト100重量部に対して、減水剤量（固形分換算）が0.5重
量部未満では、混練が困難になるとともに、配合物の流
動性が低く成形などの作業も困難である。セメント100
重量部に対して、減水剤量（固形分換算）が4.0重量部
を超えると強度が低下する。なお、減水剤は、液状又は
粉末状どちらでも使用可能である。

【００１２】水量は、セメント100重量部に対して10〜3
0重量部が好ましく、より好ましくは15〜25重量部であ
る。セメント100重量部に対して、水量が10重量部未満
では、混練が困難となるとともに、配合物の流動性が低
く成形などの作業も困難である。セメント100重量部に
対して、水量が30重量部を超えると強度が低下する。

【００１３】本発明においては、配合物の硬化後の曲げ
強度を大幅に高める観点から、前記配合物に金属繊維及
び／又は有機質繊維を含ませることが好ましい。金属繊
維としては、鋼繊維、アモルファス繊維等が挙げられる
が、中でも鋼繊維は強度に優れており、またコストや入
手のし易さの点からも好ましいものである。金属繊維
は、径0.01〜1.0mm、長さ2〜30mmのものが好ましい。径
が0.01mm未満では繊維自身の強度が不足し、張力を受け
た際に切れやすくなる。径が1.0mmを超えると、同一配
合量での本数が少なくなり、曲げ強度を向上させる効果
が低下する。長さが30mmを超えると、混練の際ファイバ
ーボールが生じやすくなる。長さが2mm未満では曲げ強
度を向上させる効果が低下する。金属繊維の配合量は、
配合物の体積の4％未満が好ましく、より好ましくは3％
未満である。金属繊維の含有量が多くなると混練時の作
業性等を確保するために単位水量も増大するので、金属
繊維の配合量は前記の量が好ましい。

【００１４】有機質繊維としては、ビニロン繊維、ポリ
プロピレン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、炭
素繊維等が挙げられる。有機質繊維は、径0.005〜1.0m
m、長さ2〜30mmのものが好ましい。有機質繊維の配合量
は、配合物の体積の10％未満が好ましく、8％未満がよ
り好ましい。なお、本発明においては、金属繊維と有機
質繊維を併用することは差し支えない。

【００１５】本発明においては、配合物の硬化後の強度
を高める観点から、配合物に、平均粒径3〜20μｍ、よ
り好ましくは平均粒径4〜10μｍの無機粉末を含ませる
ことが好ましい。無機粉末としては、石英粉末、石灰石
粉末、炭化物、窒化物等が挙げられるが、なかでも石英
粉末は、コストの点や配合物の硬化後の品質安定性の点
から好ましいものである。石英粉末としては、石英や非
晶質石英、オパール質やクリストバライト質のシリカ含
有粉末等が挙げられる。無機粉末の配合量は、配合物の
流動性や硬化後の強度から、セメント100重量部に対し
て50重量部以下が好ましく、20〜35重量部がより好まし
い。

【００１６】本発明においては、配合物の硬化後の靱性
を高める観点から、配合物に、平均粒度が1mm以下の繊
維状粒子又は薄片状粒子を含ませることが好ましい。こ
こで、粒子の粒度とは、その最大寸法の大きさ（特に、
繊維状粒子ではその長さ）である。繊維状粒子として
は、ウォラストナイト、ボーキサイト、ムライト等が、
薄片状粒子としては、マイカフレーク、タルクフレー
ク、バーミキュライトフレーク、アルミナフレーク等が
挙げられる。繊維状粒子又は薄片状粒子の配合量は、配
合物の流動性や硬化後の強度、靱性等から、セメント10
0重量部に対して35重量部以下が好ましく、10〜25重量
部がより好ましい。なお、繊維状粒子においては、硬化
体の靱性を高める観点から、長さ／直径の比で表される
針状度が3以上のものを用いるのが好ましい。

【００１７】本発明において、配合物の混練方法は、特
に限定するものではなく、例えば、 1)水、減水剤以外の材料を予め混合しておき（プレミッ
クス）、該プレミックス、水、減水剤をミキサに投入
し、混練する。 2)水以外の材料を予め混合しておき（プレミックス、た
だし減水剤は粉末タイプのものを使用する）、該プレミ
ックス、水をミキサに投入し、混練する。 3)各材料を、それぞれ個別にミキサに投入し、混練す
る。等の方法が挙げられる。

【００１８】混練に用いるミキサは、通常のコンクリー
トの混練に用いられるどのタイプのものでもよく、例え
ば、揺動型ミキサ、パンタイプミキサ、二軸練りミキサ
等が用いられる。

【００１９】本発明においては、外殻である樹脂管の内
側に、配合物を投入し（流し込み）、遠心力成形によっ
てライニングして、樹脂管と配合物とを一体化させる。
本発明における配合物は、「JIS R 5201（セメントの物
理試験方法）11.フロー試験」に記載される方法におい
て、15回の落下運動を行わないで測定したフロー値が、
200mm以上と流動性に優れるものであり、樹脂管内への
投入（流し込み）を容易に行うことができる。また、本
発明においては、遠心成形を行っても、ノロは発生しな
い。

【００２０】本発明においては、養生条件は、樹脂管に
使用する樹脂の種類による。すなわち、耐熱性の小さい
樹脂を使用する場合は、気中養生を行う。一方、耐熱性
の大きい樹脂を使用する場合は、気中養生や蒸気養生を
行えば良い。

【００２１】本発明の配合物の硬化体は200MPaを超える
圧縮強度を発現するので、ライニングする配合物の厚さ
を薄くすることができる。その結果、複合パイルを軽量
化することができる。また、樹脂管を外殻として使用す
るので、錆び等の問題もない。また、本発明の複合パイ
ルは、圧縮強度が200MPaを超える超高強度の硬化体と樹
脂管とからなるので、基礎杭等として使用することが可
能である。

【００２２】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。１．使用材料以下に示す材料を使用した。１）セメント；低熱ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製）２）ポゾラン質微粉末；シリカフューム（平均粒径0.7μｍ）３）細骨材；珪砂４号と珪砂５号の２：１（重量比）混合品４）金属繊維；鋼繊維（直径：0.2mm、長さ：15mm）５）高性能ＡＥ減水剤；ポリカルボン酸系高性能ＡＥ減水剤６）水；水道水７）無機粉末；石英粉（平均粒径7μｍ）８）繊維状粒子；ウォラストナイト（平均長さ0.3mm、長さ／直径の比4）

【００２３】実施例１低熱ポルトランドセメント100重量部、シリカフューム3
2.5重量部、細骨材120重量部、高性能ＡＥ減水剤1.0重
量部（セメントに対する固形分）、水22重量部を二軸練
りミキサに投入し、混練した。該配合物のフロー値を、
「JIS R 5201（セメントの物理試験方法）11.フロー試
験」に記載される方法において、15回の落下運動を行わ
ないで測定した。その結果、フロー値は270mmであっ
た。また、前記配合物をφ50×100mmの型枠に流し込
み、20℃で48時間前置き後90℃で48時間蒸気養生した。
該硬化体の圧縮強度（３本の平均値）は210MPaであっ
た。さらに、前記配合物を４×４×16cmの型枠に流し込
み、20℃で48時間前置き後90℃で48時間蒸気養生した。
該硬化体の曲げ強度（３本の平均値）は25MPaであっ
た。

【００２４】実施例２低熱ポルトランドセメント100重量部、シリカフューム3
2.5重量部、細骨材120重量部、高性能ＡＥ減水剤1.0重
量部（セメントに対する固形分）、水22重量部、鋼繊維
(配合物中の体積の２％)を二軸練りミキサに投入し、混
練した。該配合物のフロー値を実施例１と同様に測定し
た。その結果、フロー値は250mmであった。また、圧縮
強度と曲げ強度も実施例１と同様に測定した。その結
果、圧縮強度は210MPa、曲げ強度は47MPaであった。

【００２５】実施例３低熱ポルトランドセメント100重量部、シリカフューム3
2.5重量部、細骨材120重量部、高性能ＡＥ減水剤1.0重
量部（セメントに対する固形分）、水22重量部、石英粉
30重量部、ウォラストナイト24重量部、鋼繊維(配合物
中の体積の２％)を二軸練りミキサに投入し、混練し
た。該配合物のフロー値を実施例１と同様に測定した。
その結果、フロー値は250mmであった。また、圧縮強度
と曲げ強度も実施例１と同様に測定した。その結果、圧
縮強度は230MPa、曲げ強度は47MPaであった。

【００２６】実施例４低熱ポルトランドセメント100重量部、シリカフューム3
2.5重量部、細骨材180重量部、高性能ＡＥ減水剤1.0重
量部（セメントに対する固形分）、水22重量部、石英粉
30重量部、ウォラストナイト24重量部、鋼繊維(配合物
中の体積の２％)を二軸練りミキサに投入し、混練し
た。該配合物を、外径500mm×長さ5mの塩化ビニル樹脂
製の管（管厚10mm）に投入し（コンクリート厚が50mmと
なる量）、遠心力成形（低速2G×2分、低速5G×5分、中
速15G×5分、高速35G×15分）を行った。遠心力成形後
のノロの発生は認められなかった。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の複合パイ
ルにおいては、流動性に優れる配合物を使用し、かつ遠
心力成形を行ってもノロは発生しないので、製造が容易
である。また、本発明においては、樹脂管を外殻とし、
該樹脂管の内側に圧縮強度が200MPaを超える配合物をラ
イニングするので、ライニングする配合物の厚さを薄く
することができ、軽量化が可能である。さらに、外殻と
して樹脂管を使用するので、錆びが発生する恐れはな
い。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂管を外殻とし、該樹脂管の内側に、
少なくとも、セメント、ポゾラン質微粉末、粒径2mm以
下の細骨材、減水剤、及び水を含む配合物を遠心力成形
によってライニングして、樹脂管と配合物とを一体化し
たことを特徴とする複合パイル。
【請求項２】配合物に、金属繊維及び／又は有機質繊
維を含む請求項１記載の複合パイル。
【請求項３】金属繊維が、径0.01〜1.0mm、長さ2〜30
mmの鋼繊維である請求項２記載の複合パイル。
【請求項４】有機質繊維が、径0.005〜1.0mm、長さ2
〜30mmのビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチ
レン繊維、アラミド繊維、炭素繊維から選ばれる１種以
上の繊維である請求項２記載の複合パイル。
【請求項５】配合物に、平均粒径3〜20μｍの無機粉
末を含む請求項１〜４のいずれかに記載の複合パイル。
【請求項６】配合物に、平均粒度1mm以下の繊維状粒
子又は薄片状粒子を含む請求項１〜５のいずれかに記載
の複合パイル。