JP2018162588A - 止水工法、及び止水剤 - Google Patents

Abstract

【課題】構造物からの漏水を止水又は防止する新たな技術を提供する。【解決手段】コンクリートと、金属製部材と、樹脂製部材とのうち、少なくとも何れか一つを含む構造物からの漏水を止水する止水工法であり、コンクリートと、金属製部材又は樹脂製部材との間に形成される空隙からなる漏水原因箇所と、金属製部材間に形成される空隙からなる漏水原因箇所と、樹脂製部材間に形成される空隙からなる漏水原因箇所と、金属製部材と樹脂製部材との間に形成される空隙からなる漏水原因箇所とのうち、少なくとも何れか一つの漏水原因箇所に、石油樹脂とアクリル樹脂をポリビニルアルコールによって水に乳化させた樹脂エマルジョン（Ａ液）と、ウレタンプレポリマーを含むウレタン組成物（Ｂ液）とを混合して成り、 樹脂エマルジョンとウレタン組成物の質量比（Ａ液：Ｂ液）が、１００：５〜１００：２０である止水剤を充填する。【選択図】図４

Description

本発明は、止水工法、及び止水剤に関する。

地下ピット、よう壁などのコンクリート構造物の打ち継目やクラック等から漏水が生じた場合に止水する技術がある。例えば、特許文献１には、石油樹脂とアクリル樹脂をポリビニルアルコールによって水に乳化させた樹脂エマルジョン（Ａ液）と、ウレタンプレポリマーを含むウレタン組成物（Ｂ液）とを混合して成り、樹脂エマルジョンとウレタン組成物の質量比（Ａ液：Ｂ液）が、１００：５〜１００：２０であることを特徴とする止水剤が開示されている。また、特許文献１には、コンクリート構造物の漏水の原因である間隙と交わるように当該コンクリート構造物に注入孔を削孔する工程と、石油樹脂及びアクリル樹脂をポリビニルアルコールによって水に乳化させた樹脂エマルジョン（Ａ液）とウレタンプレポリマーを含むウレタン組成物（Ｂ液）とを質量比（Ａ液：Ｂ液）１００：５〜１００：２０で混合して注入孔に圧入する工程と、を有する止水工法が開示されている。

特許第５３００１６２号公報

特許文献１に記載の技術によれば、コンクリート構造物からの漏水を短時間で止水し、また、長期にわたって止水することができる。ここで、コンクリート構造物には、鉄筋、セパレーター、鋼材、スチールセグメント、金具などの金属製部材や、スペーサ、配管などの樹脂製部材など、コンクリート以外の素材からなる部材が使用されている。コンクリート構造物からの漏水は、打ち継目やクラックに限らず、例えば、鋼材とコンクリートとの境界など、コンクリート以外の素材からなる部材とコンクリートとの境界から発生することも想定される。また、コンクリート構造物以外の構造物についても、例えば、金属製部材と金属製部材の隙間や、樹脂製部材と樹脂製部材との隙間や、金属製部材と樹脂製部材との隙間から漏水が発生することが想定される。また、構造物は、寒冷地に存在する場合もあり、低温による止水性能の変化が懸念される。また、金属製部材を含む構造物は、錆による止水性能の変化が懸念される。

本発明は、上記の問題に鑑み、構造物からの漏水を止水又は防止する新たな技術を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明者は、誠意研究を重ねた結果、石油樹脂とアクリル樹脂をポリビニルアルコールによって水に乳化させた樹脂エマルジョン（Ａ液）と、ウレタンプレポリマーを含むウレタン組成物（Ｂ液）とを混合して成り、樹脂エマルジョンとウレタン組成物の質量比（Ａ液：Ｂ液）が、１００：５〜１００：２０である止水剤が、コンクリート以外の部材、例えば、金属製部材や樹脂製部材との付着性能にも優れ、更に、防錆性能や凍結融解抵抗性にも優れていることを見出した。

詳細には、本発明は、コンクリートと、金属製部材と、樹脂製部材とのうち、少なくとも何れか一つを含む構造物からの漏水を止水する止水工法であって、コンクリートと、金属製部材又は樹脂製部材との間に形成される空隙からなる漏水原因箇所と、金属製部材間に形成される空隙からなる漏水原因箇所と、樹脂製部材間に形成される空隙からなる漏水原因箇所と、金属製部材と樹脂製部材との間に形成される空隙からなる漏水原因箇所とのうち、少なくとも何れか一つの漏水原因箇所に、石油樹脂とアクリル樹脂をポリビニルアルコールによって水に乳化させた樹脂エマルジョン（Ａ液）と、ウレタンプレポリマーを含むウレタン組成物（Ｂ液）とを混合して成り、 樹脂エマルジョンとウレタン組成物の質量比（Ａ液：Ｂ液）が、１００：５〜１００：２０である止水剤を充填する、止水工法である。

本発明に係る止水工法に用いる止水剤は、コンクリート以外の部材、例えば、金属製部材や樹脂製部材との付着性能に優れている。そのため、本発明に係る止水工法によれば、コンクリートと、金属製部材と、樹脂製部材とのうち、少なくとも何れか一つを含む構造物からの漏水を、短時間で止水し、また、長期にわたって止水することができる。また、本発明に係る止水剤は、防錆性能にも優れている。そのため、本発明に係る止水工法によれば、錆が発生している金属製部材を含む構造物や錆の発生が想定される金属製部材を含む構造物からの漏水も短時間で止水し、また、長期にわたって止水することができる。更に、本発明に係る止水剤は、凍結融解抵抗性にも優れている。そのため、本発明に係る止水工法によれば、寒冷地に存在する構造物からの漏水も短時間で止水し、また、長期にわたって止水することができる。また、漏水が発生していない場合でも、漏水が想定される原因箇所に止水剤を充填することで、漏水を防止することができる。

構造物は、漏水が想定される種々の構造物を含む。構造物には、土木構造物、建築構造物などが例示される。具体的には、構造物には、トンネル、暗渠、マンホール、橋梁、堤体、ビル、施設などのコンクリート構造物、金属製のタンクや配管、樹脂製のタンクや配管が例示される。金属製部材には、鉄筋、セパレーター、鋼材、スチールセグメント、金具などが例示される。また、樹脂製部材には、スペーサ、配管などが例示される。空隙からなる漏水原因箇所は、現に空隙ができ漏水が発生している場合の他、経年劣化等により将来的に空隙ができ漏水が想定される場合も含む。

止水剤は、樹脂エマルジョンのＡ液と、ウレタン組成物のＢ液を用いる２液型の止水剤である。樹脂エマルジョンのＡ液は、石油樹脂とアクリル樹脂を水に分散・乳化させたエマルジョンを含有する。石油樹脂は、例えば芳香族（Ｃ９）系石油樹脂である。また、石油樹脂は、脂肪族／芳香族共重合（Ｃ５／Ｃ９）系石油樹脂（Ｃ ４１０：Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｒｅｓｉｎｓ、ＣＡＳ番号６４７４２−１６−１）でもよく、また、水添石油樹脂、天然ロジンでもよい。ウレタン組成物のＢ液は、ポリイソシアネートを主材料とするウレタンプレポリマーを含有する。ウレタンプレポリマーは、例えば、合成反応装置にポリオールおよびイソシアネート化合物を仕込んで撹拌し、６０〜１６０℃で反応させて得ることができる。

また、本発明に係る止水工法では、一例として、構造物は、トンネルであり、トンネルは、コンクリート製のコンクリートセグメントと、当該コンクリートセグメントを接続する接続部材を収容する凹部を有するボルトボックスであって、一部に金属製部材が用いられたボルトボックスと、を含み、漏水原因箇所である、コンクリートセグメントの継ぎ目の隙間と、ボルトボックスとコンクリートセグメントとの境界の隙間と、ボルトボックスの凹部とのうち、少なくとも何れか一つに、止水剤を充填するようにしてもよい。これにより、トンネルにおける、コンクリートセグメントの継ぎ目の隙間、ボルトボックスとコンクリートセグメントとの境界の隙間、ボルトボックスの凹部（ボルトなどの接続部材とボルト孔との隙間など）からの漏水を短時間で止水し、また、長期にわたって止水することができる。また、ボルトボックスを構成する鋼板やボルト・ナット等に錆が発生している場合（又は将来的には錆が発生した場合）でも、止水効果を発揮することができる。また、トンネルが寒冷地に存在している場合でも、止水効果を発揮することができる。また、漏水が発生していない場合でも、トンネルの漏水原因箇所に止水剤を充填することで、漏水を防止することができる。

また、本発明に係る止水工法では、一例として、構造物は、トンネルであり、トンネルは、スチール製のスチールセグメントを含み、漏水原因箇所である、スチールセグメントの継ぎ目の隙間に、止水剤を充填するようにしてもよい。これにより、例えば、トンネルを構成するスチールセグメントの継ぎ目の隙間からの漏水を短時間で止水し、また、長期にわたって止水することができる。また、スチールセグメントに錆が発生している場合（又は将来的に錆が発生した場合）でも、止水効果を発揮することができる。また、トンネルが寒冷地に存在している場合でも、止水効果を発揮することができる。また、漏水が発生していない場合でも、トンネルのスチールセグメントの継ぎ目の隙間に止水剤を充填することで、スチールセグメントの継ぎ目の隙間からの漏水を防止することができる。

また、本発明に係る止水工法では、一例として、構造物は、マンホールであり、マンホールは、コンクリート製のマンホール側壁と、当該マンホール側壁を貫通する金属製又は樹脂製の配管と、を含み、漏水原因箇所である、マンホール側壁と配管との境界の隙間に、止水剤を充填するようにしてもよい。これにより、例えば、マンホール側壁と配管との境界の隙間からの漏水を短時間で止水し、また、長期にわたって止水することができる。また、配管が金属製部材であり、かつ、配管に錆が発生している場合（又は将来的に錆が発生した場合）でも、止水効果を発揮することができる。また、マンホールが寒冷地に存在している場合でも、止水効果を発揮することができる。また、漏水が発生していない場合でも、マンホール側壁と配管との境界の隙間に止水剤を充填することで、マンホール側壁と配管との境界の隙間からの漏水を防止することができる。

また、構造物は、寒冷地に設けられ、漏水原因箇所に、凍結融解抵抗性を有する止水剤を充填するようにしてもよい。上述したように本発明に係る止水剤は、凍結融解抵抗性にも優れている。そのため、構造物が寒冷地に設けられている場合でも、漏水原因箇所からの漏水を止水し、又は漏水を防止することができる。

ここで、本発明は、止水剤として特定することができる。例えば、本発明は、コンクリートと、金属製部材と、樹脂製部材とのうち、少なくとも何れか一つを含む構造物の漏水原因箇所からの漏水を止水する止水剤であって、漏水原因箇所は、金属製部材又は樹脂製部材との間に形成される空隙からなる漏水原因箇所と、金属製部材間に形成される空隙からなる漏水原因箇所と、樹脂製部材間に形成される空隙からなる漏水原因箇所と、金属製部材と樹脂製部材との間に形成される空隙からなる漏水原因箇所とのうち、少なくとも何れか一つの漏水原因箇所とのうち、少なくとも何れか一つを含み、当該止水剤は、石油樹脂とアクリル樹脂をポリビニルアルコールによって水に乳化させた樹脂エマルジョン（Ａ液）と、ウレタンプレポリマーを含むウレタン組成物（Ｂ液）とを混合して成り、 樹脂エマルジョンとウレタン組成物の質量比（Ａ液：Ｂ液）が、１００：５〜１００：２０である止水剤として特定してもよい。

本発明に係る止水剤によれば、コンクリート構造物からの漏水を、短時間で止水し、また、長期にわたって止水することができる。また、構造物からの漏水を防止することができる。

また、構造物は、寒冷地に設けられ、当該止水剤は、凍結融解抵抗性を有するものとすることができる。上述したように本発明に係る止水剤は、凍結融解抵抗性にも優れている。そのため、構造物が寒冷地に設けられている場合でも、漏水原因箇所からの漏水を止水し、又は漏水を防止することができる。

本発明によれば、構造物からの漏水を止水又は防止する新たな技術を提供することができる。

図１は、実施形態に係る充填装置である。 図２は、実施形態に係るシールドトンネルの斜視図である。 図３は、コンクリートセグメントの斜視図である。 図４は、図２のＡ−Ａ断面図である（コンクリートセグメント）。 図５は、スチールセグメントの斜視図である。 図６は、図２のＡ−Ａ断面図である（スチールセグメント）。 図７は、実施形態に係るマンホールのマンホール側壁と防水管との境界の拡大断面である。 図８は、実施形態に係るダム堤体の断面図である。 図９は、付着強度試験の試験体（錆無し）を説明する図である。 図１０は、付着強度試験を説明する図である。 図１１は、付着強度試験（錆無し）の試験結果である。 図１２は、付着強度試験の試験体（錆有り）を説明する図である。 図１３は、付着強度試験（錆有り）の試験結果である。 図１４は、凍結融解履歴を与えた場合の引張強度試験の試験結果である。 図１５は、凍結融解履歴を与えた場合の付着強度試験を説明する図である。 図１６は、凍結融解履歴を与えた場合の付着強度試験の試験結果である。

次に、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。以下の説明は例示であり、本発明は以下の内容に限定されるものではない。

＜止水剤＞
実施形態に係る止水剤は、樹脂エマルジョンのＡ液と、ウレタン組成物のＢ液を用いる２液型の止水剤であり、コンクリート、金属製部材、樹脂製部材との付着性能に優れ、更に、防錆性能や凍結融解抵抗性にも優れている。

樹脂エマルジョンのＡ液は、石油樹脂とアクリル樹脂を水に分散・乳化させたエマルジョンを含有する。石油樹脂は、例えば芳香族（Ｃ９）系石油樹脂である。また、石油樹脂は、脂肪族／芳香族共重合（Ｃ５／Ｃ９）系石油樹脂（Ｃ ４１０：Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｒｅｓｉｎｓ、ＣＡＳ番号６４７４２−１６−１）でもよく、また、水添石油樹脂あるいは天然ロジンでもよい。Ａ液における石油樹脂の含有量は、例えば２０〜６０Ｗｔ％、望ましくは３０〜４５Ｗｔ％である。石油樹脂は、ナフサクラッカーから生成するＣ５留分やＣ９留分のカチオン重合により製造することができる。Ａ液のアクリル樹脂は、例えばアクリル酸ブチルエステルである。Ａ液におけるアクリル樹脂の含有量は、例えば５〜３０Ｗｔ％、望ましくは７〜２０Ｗｔ％である。

なお、Ａ液は、乳化剤を含有してもよい。乳化剤には、ポリビニルアルコールが例示される。Ａ液における乳化剤の含有量は、例えば１〜１０Ｗｔ％、望ましくは２〜４Ｗｔ％である。Ａ液における水の含有量は、例えば２０〜７５Ｗｔ％、望ましくは３５〜５５Ｗｔ％である。

また、Ａ液には、イソシアネート化合物を含む硬化促進剤が、使用直前に混合される。硬化促進剤は、例えば、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレン縮合物、γ−ブチロラクトン、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネートを含有する。

石油樹脂とアクリル樹脂を水に分散・乳化させたエマルジョンには、アルファー・ゾルＧ（登録商標：三生化工株式会社）が例示される。また、硬化促進剤には、アルファー・ゾル−ゲル化剤（登録商標：三生化工株式会社）が例示される。なお、硬化促進剤は、Ａ液でなく、Ｂ液に混合してもよい。

ウレタン組成物のＢ液は、ポリイソシアネートを主材料とするウレタンプレポリマーを含有する。ウレタンプレポリマーは、例えば、合成反応装置にポリオールおよびイソシアネート化合物を仕込んで撹拌し、６０〜１６０℃で反応させて得ることができる。ポリオールは、一種または二種以上のポリオールを含有するものであり、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリアセタールポリオールが例示される。

ポリエーテルポリオールには、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエルスリトール、ソルビトール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、ペンタンジオール等の多価アルコール類のアルキレンオキサイド付加物が例示される。また、アルキレンオキサイドには、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドが例示され、これらの一種または二種以上を付加することができる。

また、ポリエーテルポリオールには、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンポリプロピレングリコールに加え、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコールの１種または２種以上から構成される２量体その他の低分子量体も含まれる。

ポリエステルポリオールには、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン又はトリメチロールプロパン等のポリオールとコハク酸、グルタール酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、フタル酸等の飽和又は不飽和の多価カルボン酸、若しくはこれらの酸無水物との縮合生成物やポリカプロラクトンポリオール等が例示される。

イソシアネート化合物には、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートが例示される。

Ｂ液のウレタン組成物は、ウレタンプレポリマーの他、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）や有機酸エステルを含有してもよい。

Ｂ液におけるウレタンプレポリマーの含有量は、例えば４０〜９０Ｗｔ％、望ましくは５０〜７０Ｗｔ％である。また、Ｂ液におけるポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートの含有量は、例えば０〜３０Ｗｔ％、望ましくは５〜１５Ｗｔ％である。

Ｂ液には、ハイセル（登録商標：東邦化学工業株式会社）ＯＨ−１Ｘが例示される。

実施形態に係る止水剤は、コンクリート、金属製部材、樹脂製部材との付着性能にも優れ、防錆性能及び凍結融解抵抗性にも優れている。そのため、実施形態に係る止水剤は、コンクリートと、金属製部材と、樹脂製部材とのうち少なくとも何れか一つを含む構造物からの漏水を、短時間で止水し、また、長期にわたって止水することができる。また、実施形態に係る止水剤によれば、錆が発生している漏水原因箇所や錆の発生が想定される漏水原因箇所からの漏水も短時間で止水し、また、長期にわたって止水することができる。更に、実施形態に係る止水剤によれば、寒冷地に存在する構造物からの漏水も短時間で止水し、また、長期にわたって止水することができる。また、漏水が発生していない場合には、漏水が想定される漏水原因箇所に止水剤を充填することで、漏水を防止することができる。

＜充填装置＞
図１は、実施形態に係る充填装置を示す。実施形態に係る充填装置６は、第１タンク６１、第１ポンプ６２、第１配管６３、第１バルブ６４、第２タンク７１、第２ポンプ７２、第２配管７３、第２バルブ７４、変圧器８１、混合機９１、ノズル９２を備える。

第１タンク６１は、Ａ液及びＢ液を貯蔵する。第１ポンプ６２は、図示しない電源と接続され、第１タンクに貯蔵されたＡ液及びＢ液を圧送する。第１配管６３は、一端が第１タンク６１に接続され、他端が混合機９１に接続され、圧送されたＡ液及びＢ液が流れる。第１バルブ６４は、第１配管６３に設けられ、第１配管６３の流路を開閉する。

第２タンク７１は、硬化促進剤を貯蔵する。第２ポンプ７２は、図示しない電源と接続され、第２タンクに貯蔵されたＢ液を圧送する。第２配管７３には、圧送された硬化促進剤が流れる。第２バルブ７４は、第２配管７３に設けられ、第２配管７３の流路を開閉する。

変圧器８１は、電圧を変化させることで、圧送する硬化促進剤の供給量を調整する。これにより、圧送する硬化促進剤の供給量の調整を容易に行うことができる。なお、第１バルブ６４や第２バルブ７４を絞り弁や流量調整弁で構成し、これらのバルブの開度を調整して、Ａ液、Ｂ液、及び硬化促進剤の質量比（混合比）を調整してもよい。混合機９１は、攪拌翼を有し、Ａ液、Ｂ液、及び硬化促進剤を混合する。ノズル９２は、混合された止水剤を吐出する。

なお、第１タンク６１にＡ液及び硬化促進剤を貯蔵し、第１ポンプ６２でＡ液及び硬化促進剤を圧送し、第２タンク７１にＢ剤を貯蔵し、第２ポンプ７２でＢ剤を圧送するようにしてもよい。

実施形態に係る充填装置６によれば、Ａ液、Ｂ液、及び硬化促進剤を効率よく混合して止水剤を生成し、生成した止水剤を漏水原因箇所に充填することができる。

＜止水工法＞
＜＜シールドトンネルの止水＞＞
次に実施形態に係る止水剤を用いた止水工法について説明する。以下の説明では、構造物の一例として、シールドトンネルを例に説明する。図２は、実施形態に係るシールドトンネルの斜視図である。実施形態に係るシールドトンネル２は、地山１に設けられた円筒形のトンネルである。シールドトンネル２は、リング状に組み立てられた複数のコンクリートセグメント３がトンネルの軸方向に結合されることで構成されている。地山１とシールドトンネル２との間には、地山からの漏水を抑制するための裏込め材（図示せず）が注入されている。

シールドトンネル２の施工について簡単に説明すると、シールドトンネル２の施工方法は、地山の掘削工程、覆工工程を含む。覆工工程は、例えば、図示しないシールド機（シールドマシン）による掘削後に地山１を支持する一次覆工と、一次覆工の内側をコンクリートでライニングする二次覆工とを含む。なお、二次覆工は省略してもよい。一次覆工は、例えば、複数のコンクリートセグメント３をリング状に組み立て、組み立てたリングをトンネルの軸方向に更に結合することで行われる。

＜＜コンクリートセグメントの止水工法＞＞
図３は、コンクリートセグメントの斜視図である。図４は、図２のＡ−Ａ断面図であり、コンクリートセグメント３の継ぎ目を通るシールドトンネルの軸方向の断面図である。コンクリートセグメント３には、端部にボルトボックス３２が複数設けられている。ボルトボックス３２は、コンクリートセグメント３同士を連結する際に用いる連結部であり、箱状の切欠き部３２１（本発明のコンクリートセグメントの凹部の一例）、切欠き部３２１の端面に設けられ、貫通孔を有する鋼板３２２、隣り合うコンクリートセグメント３の鋼板３２２，３２２の貫通孔を貫通してコンクリートセグメント３を固定するボルト・ナット３２３を有する。

コンクリートセグメントの止水工法（本発明の止水工法の一例）は、シールドトンネル２の施工時では、裏込め材の注入後、シールドトンネル２を構成するコンクリートセグメント３のボルトボックス３２の箱状の切欠き部３２１（鋼板３２２の貫通孔とボルト・ナット３２３との隙間を含む）、ボルトボックス３２とコンクリートセグメント３との境界（鋼板３２２とコンクリートセグメント３との隙間）及びコンクリートセグメント３の継ぎ目の隙間に止水剤Ｓが充填される。また、施工済のシールドトンネル２において、ボルトボックス３２の箱状の切欠き部３２１、ボルトボックス３２とコンクリートセグメント３との境界の隙間、及びコンクリートセグメント３の継ぎ目の隙間からの漏水がある場合、これらの漏水原因箇所に止水剤Ｓが充填される。なお、施工済のシールドトンネル２において漏水が発生していない場合でも、将来的な漏水を防止するため、上記漏水原因箇所に止水剤Ｓを充填することができる。

実施形態に係るコンクリートセグメントの止水工法によれば、シールドトンネル２の施工時では、ボルトボックス３２の箱状の切欠き部３２１、ボルトボックス３２とコンクリートセグメント３との隙間、及びコンクリートセグメント３の継ぎ目の隙間からの漏水を防止し、また、長期にわたって漏水を防止することができる。また、施工済のシールドトンネル２では、既に漏水している場合には、短時間で漏水を止水し、また、長期にわたって漏水を止水することができる。また、施工済のシールドトンネル２において漏水が発生していない場合でも、ボルトボックス３２の箱状の切欠き部３２１、ボルトボックス３２とコンクリートセグメント３との境界の隙間、及びコンクリートセグメント３の継ぎ目の隙間に止水剤Ｓを充填することで、これら漏水原因箇所からの漏水を防止し、また、長期にわたって漏水を防止することができる。また、ボルトボックス３２の鋼板３２２又はボルト・ナット３２３に錆が発生している場合（又は錆が発生した場合）でも、止水効果を発揮することができる。また、シールドトンネル２が寒冷地に存在している場合でも、止水効果を発揮することができる。

＜＜スチールセグメントの継ぎ目の止水工法＞＞
図５は、スチールセグメントの斜視図である。図６は、図２のＡ−Ａ断面図であり、スチールセグメント４の継ぎ目を通るシールドトンネルの軸方向の断面図である。以下、図２のシールドトンネル２のコンクリートセグメント３をスチールセグメント４に置き換えて説明する。スチールセグメント４には、端部にスチールセグメント４同士を連結する際に用いる連結部としての連結孔４２が複数設けられている。スチールセグメント４は、連結孔４２にボルト・ナット４３を貫通させてスチールセグメント４同士が固定される。

スチールセグメントの継ぎ目の止水工法（本発明の止水工法の一例）は、シールドトンネル２の施工時では、裏込め材の注入後、シールドトンネル２を構成するスチールセグメント４の継ぎ目の隙間に止水剤Ｓが充填される。また、施工済のシールドトンネル２において、スチールセグメント４の継ぎ目の隙間からの漏水がある場合、スチールセグメント４の継ぎ目の隙間に止水剤Ｓが充填される。なお、施工済のシールドトンネル２において漏水が発生していない場合でも、将来的な漏水を防止するため、スチールセグメント４の継ぎ目の隙間に止水剤Ｓを充填することができる。

実施形態に係るスチールセグメントの継ぎ目の止水工法によれば、シールドトンネル２の施工時では、シールドトンネル２のスチールセグメント４の継ぎ目の隙間や連結孔４２からの漏水を防止し、また、長期にわたって漏水を防止することができる。また、施工済のシールドトンネル２では、既に漏水している場合には、短時間で漏水を止水し、また、長期にわたって漏水を止水することができる。また、施工済のシールドトンネル２において漏水が発生していない場合でもスチールセグメント４の継ぎ目の隙間に止水剤Ｓを充填することで、シールドトンネル２のスチールセグメント４の継ぎ目の隙間や連結孔４２からの漏水を防止し、また、長期にわたって漏水を防止することができる。また、スチールセグメント４又はボルト・ナット４３に錆が発生している場合（又は錆が発生した場合）でも、止水効果を発揮することができる。また、シールドトンネル２が寒冷地に存在している場合でも、止水効果を発揮することができる。

＜＜マンホールの止水工法＞＞
図７は、実施形態に係るマンホールのマンホール側壁と防水管との境界の拡大断面である。マンホール１０は、地盤１１０内に埋設され、コンクリート製のマンホール側壁１０１には、ケーブル１０２をマンホール１０の内空１１１からマンホール１０の外側（地盤１１０側）に通すための樹脂製の防水管１０３が貫通している。なお、防水管１０３は、鋼製の防水管でもよい。

マンホールの止水工法（本発明の止水工法の一例）は、マンホール１０の施工時では、マンホール側壁１０１に防水管１０３を設置するための貫通孔を設け、防水管１０３を設置する際に、マンホール側壁１０１と防水管１０３との境界の隙間（マンホール側壁１０１と防水管１０３との隙間ともいう）に止水剤Ｓが充填される。また、施工済のマンホール１０において、マンホール側壁１０１と防水管１０３との隙間からの漏水がある場合、マンホール側壁１０１と防水管１０３との隙間に止水剤Ｓが充填される。なお、施工済のマンホール１０において漏水が発生していない場合でも、将来的な漏水を防止するため、マンホール側壁１０１と防水管１０３との隙間に止水剤Ｓを充填することができる。

実施形態に係るマンホールの止水工法によれば、マンホール１０の施工時では、マンホール１０のマンホール側壁１０１と防水管１０３との隙間からの漏水を防止し、また、長期にわたって漏水を防止することができる。また、施工済のマンホール１０では、既に漏水している場合には、短時間で漏水を止水し、また、長期にわたって漏水を止水することができる。また、施工済のマンホール１０において漏水が発生していない場合でもマンホール１０のマンホール側壁１０１と防水管１０３との隙間に止水剤Ｓを充填することで、マンホール１０のマンホール側壁１０１と防水管１０３との隙間からの漏水を防止し、また、長期にわたって漏水を防止することができる。また、防水管１０３が鋼製の防水管の場合には、防水管１０３に錆が発生している場合（又は錆が発生した場合）でも、止水効果を発揮することができる。また、マンホール１０が寒冷地に存在している場合でも、止水効果を発揮することができる。

＜＜ダム堤体の目地の止水工法＞＞
図８は、実施形態に係るダム堤体の断面図である。ダム堤体５は、コンクリートダムの堤体であり、上流側の貯水池Ｗから下流側に伸びる目地５１（施工目地）を有している。このダム堤体５は、寒冷地に存在しており、凍結融解を繰り返している。

ダム堤体の目地の止水工法（本発明の止水工法の一例）は、ダム堤体５の目地５１に止水剤Ｓが充填される。

実施形態に係るダム堤体の目地の止水工法によれば、ダム堤体５の目地５１からの漏水を、短時間で漏水を止水し、また、長期にわたって漏水を止水することができる。また、ダム堤体５の目地からの漏水が発生していない場合でも、凍結融解の繰り返しによって将来的に起こり得る目地５１からの漏水を防止し、また、長期にわたって漏水を防止することができる。

＜試験＞
＜＜付着強度試験＞＞
次に付着強度試験について説明する。付着強度試験では、対象を鋼板（錆無し、錆有り）として、止水剤の付着強度を確認した。止水剤には、「注入型止水剤 アルファ―ゾルＳＴＴＧ」（三生化工株式会社）を使用した。この止水剤の配合は、「ＳＴＴＧ剤（Ａ液）：ゲル化剤（硬化促進剤）：希釈水：ＯＨ−１Ｘ（Ｂ液）＝１００：５：５：５」である。

図９は、付着強度試験の試験体（錆無し）を説明する図である。試験体は、ＪＩＳ Ａ１１３２「コンクリートの強度試験用供試験体の作り方」に準拠して作製した。図１０は、付着強度試験を説明する図である。「Ｂ：鋼板（厚さ３．２ｍｍ）」と「Ｄ：鋼板（厚さ３．２ｍｍ）」との間に止水剤である「Ｃ：ＳＴＴＧ注入剤」を充填（塗布）し、「Ｂ：鋼板（３．２ｍｍ）」を「Ａ：治具取付接着剤」を介して「引張治具（建研式引張試験機のアタッチメント）」に接着し、「Ｄ：鋼板（３．２ｍｍ）」を「Ｅ：治具取付接着剤」を介して「Ｆ：下地コンクリート平板」に接着して、試験体１を作成した。試験箇所は、試験体１に対して５箇所（１−１、１−２、１−３、１−４、１−５）とした。試験体１の養生は、気中で行い、養生期間は１４日間とした。養生期間中の最低気温は、２０．０℃であった。

養生後、ＪＩＳ Ｋ５６００に準拠して、付着強度試験を行った。具体的には、「引張治具」を建研式引張試験機に接続し、試験体１に対して上向きの引張力を加え、試験箇所（５箇所）について、試験体１が破断した際の最大引張荷重（Ｔ（ＫＮ））を「引張治具」の治具接着断面積（Ａ：４０×４０＝１６００ｍｍ^２）で除し、付着強度（Ｆ（Ｎ／ｍｍ^２））を算出した。
Ｆ（付着強度）＝Ｔ（最大引張荷重（ＫＮ））／Ａ（治具接着断面積（ｍｍ^２））×１０００

図１１は、付着強度試験（錆無し）の試験結果である。当該試験では、試験箇所（５箇所）における、付着強度の最大値と最小値を除いて３箇所の平均値を求めた。付着強度の平均は、０．３６９（Ｎ／ｍｍ^２）であり、止水剤が鋼板に対し十分な付着強度を有していることが確認された。

次に、錆が有る鋼板による付着強度試験について説明する。図１２は、付着強度試験の試験体（錆有り）を説明する図である。試験体２の作成手順は、基本的に試験体１と同じであるが、試験体２では、「Ｂ：鋼板（厚さ３．２ｍｍ）」と「Ｄ：鋼板（厚さ３．２ｍｍ）」は、錆が有るものを使用した（図１０を参照）。試験箇所は、試験体２に対して５箇所（２−１、２−２、２−３、２−４、２−５）とした。試験体２の養生は、気中で行い、養生期間は１４日間とした。養生期間中の最低気温は、２０．０℃であった。

養生後、「引張治具」を建研式引張試験機に接続し、試験体２に対して上向きの引張力を加え、試験箇所（５箇所）について、付着強度（Ｆ（Ｎ／ｍｍ^２））を算出した。

図１３は、付着強度試験（錆有り）の試験結果である。当該試験においても、試験箇所（５箇所）における、付着強度の最大値と最小値を除いて３箇所の平均値を求めた。付着強度の平均は、０．６５０（Ｎ／ｍｍ^２）であり、試験体１（錆無し）の付着強度の平均である０．３６９（Ｎ／ｍｍ^２）を上回った。従って、止水剤が、錆の有る鋼板に対して十分な付着強度を有していることが確認された。

＜＜凍結融解への抵抗性確認試験＞＞
次に、凍結融解への抵抗性確認試験について説明する。止水剤には、「注入型止水剤 アルファ―ゾルＳＴＴＧ」（三生化工株式会社）を使用した。この止水剤の配合は、「ＳＴＴＧ剤（Ａ液）：ゲル化剤（硬化促進剤）：希釈水：ＯＨ−１Ｘ（Ｂ液）＝１００：５：５：５」である。試験体は、上記止水剤を平面状に硬化させて作成した。

凍結融解への抵抗性確認試験は、ＪＩＳ Ａ１１４８「コンクリートの凍結融解試験方法」に準拠し、凍結融解履歴を与えた試験体と与えない試験体での強度特性比較を行った。

凍結融解履歴は、以下の要領で行った。止水剤への凍結融解履歴を確実に与えるため、凍結融解機の条件は、気中とした。また、凍結融解履歴は、０，１，３０，６０，１５０サイクルとした。

引張強度試験は、以下の要領で行った。ＪＩＳ Ｋ７１６１「プラスチック−引張特性の試験方法 第１部」に準拠した引張強度試験を実施した。凍結融解の試験体への影響を総合的に把握するため、凍結融解履歴を受けた止水剤（試験体）の重量変化、電子顕微鏡による試験体の変化の有無を確認した。

図１４は、凍結融解履歴を与えた場合の引張強度試験の試験結果である。試験体３つの引張強度の平均値は１．３７ＭＰａとなった。また、引張強度は、凍結融解履歴１５０サイクルまでは殆ど低下しないことが確認された。したがって、止水剤が凍結融解抵抗性を有することが確認された。

次に、ＪＩＳ Ａ１１４８「コンクリートの凍結融解試験方法」に準拠し、凍結融解履歴を与えた試験体と与えない試験体での止水剤の付着強度の比較を行った。

図１５は、凍結融解履歴を与えた場合の付着強度試験を説明する図である。「Ｆ：下地コンクリート平板」と「Ｇ：モルタル版（４０ｍｍ×４０ｍｍ）」との間に止水剤である「Ｃ：ＳＴＴＧ注入剤」を充填（塗布）し、「Ｇ：モルタル版（４０ｍｍ×４０ｍｍ）」を「Ａ：治具取付接着剤」を介して「引張治具（建研式引張試験機のアタッチメント）」に接着して、試験体を作成した。試験箇所は、試験体に対して３箇所とした。試験体の養生は、気中で行い、養生期間は３０日間とした。養生期間中の最低気温は、２０℃であった。

養生後、試験体に凍結融解履歴を与えた。凍結融解履歴は、引張強度試験と同様に行った。すなわち、凍結融解機の条件は、気中とした。また、凍結融解履歴は、０，１，３０，６０，１５０サイクルとした。凍結融解履歴を与えた後、ＪＩＳ Ｋ５６００に準拠して、付着強度試験を行った。具体的には、「引張治具」を建研式引張試験機に接続し、試験体に対して上向きの引張力を加え、試験箇所（３箇所）について、試験体が破断した際の最大引張荷重（Ｔ（ＫＮ））を「引張治具」の治具接着断面積（Ａ：４０×４０＝１６００ｍｍ^２）で除し、付着強度（Ｆ（Ｎ／ｍｍ^２））を算出した。

図１６は、凍結融解履歴を与えた場合の付着強度試験の試験結果である。凍結融解履歴６０サイクルまでは付着強度の大きな低下がないことが確認された。以上により、止水剤が凍結融解抵抗性を有することが確認された。なお、凍結融解履歴が１５０サイクルでは、コンクリート界面が先に劣化し、その部分で剥離していたことが確認された。

＜＜防錆効果の確認試験＞＞
次に、防錆効果の確認試験について説明する。止水剤には、「注入型止水剤 アルファ―ゾルＳＴＴＧ」（三生化工株式会社）を使用した。この止水剤の配合は、「ＳＴＴＧ剤（Ａ液）：ゲル化剤（硬化促進剤）：希釈水：ＯＨ−１Ｘ（Ｂ液）＝１００：５：５：５」である。

防錆効果の確認試験は、容器に止水剤を充填し、止水剤が充填された容器に鋼材を浸し養生し、１か月経過後、２か月経過後の錆の発生を確認した。

試験開始から１か月後、２か月後に、鋼板から止水剤を剥がして、錆の発生を確認したが、錆の発生は確認できなかった。以上より、止水剤が防錆効果を有することが確認された。

＜効果＞
実施形態に係る止水剤は、コンクリート、金属製部材、樹脂製部材との付着性能にも優れ、防錆性能及び凍結融解抵抗性にも優れている。そのため、実施形態に係る止水剤は、コンクリート構造物（例えば、シールドトンネル、マンホール、ダム堤体）からの漏水を、短時間で止水し、また、長期にわたって止水することができる。また、実施形態に係る止水剤によれば、錆が発生しているコンクリート構造物や錆の発生が想定されるコンクリート構造物からの漏水も短時間で止水し、また、長期にわたって止水することができる。更に、実施形態に係る止水剤によれば、寒冷地に存在するコンクリート構造物からの漏水も短時間で止水し、また、長期にわたって止水することができる。また、漏水していない場合には、漏水を防止することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明に係る止水工法、及び止水剤は、これらに限られず、可能な限りこれらを組み合わせることができる。本実施形態では、構造物として、シールドトンネル（コンクリートセグメント、スチールセグメント）、マンホール、ダム堤体について説明したが構造物は、これらに限定されない。構造物には、シールドトンネル以外のトンネル、暗渠、橋梁、堤体、ビル、施設などのコンクリート構造物、金属製のタンクや配管、樹脂製のタンクや配管が例示される。また、漏水原因箇所も実施形態で説明した例に限定されない。

１・・・地山、２・・・シールドトンネル、３・・・コンクリートセグメント、３２・・・ボルトボックス、４・・・スチールセグメント、４２・・・連結孔、５・・・ダム堤体、５１・・・目地、６・・・充填装置、６１・・・第１タンク、６２・・・第１ポンプ、６３・・・第１配管、６４・・・第１バルブ、７１・・・第２タンク、７２・・・第２ポンプ、７３・・・第２配管、７４・・・第２バルブ、８１・・・変圧器、９１・・・混合機、９２・・・ノズル、１０・・・マンホール

Claims (7)

1. コンクリートと、金属製部材と、樹脂製部材とのうち、少なくとも何れか一つを含む構造物からの漏水を止水する止水工法であって、
   コンクリートと、金属製部材又は樹脂製部材との間に形成される空隙からなる漏水原因箇所と、金属製部材間に形成される空隙からなる漏水原因箇所と、樹脂製部材間に形成される空隙からなる漏水原因箇所と、金属製部材と樹脂製部材との間に形成される空隙からなる漏水原因箇所とのうち、少なくとも何れか一つの漏水原因箇所に、石油樹脂とアクリル樹脂をポリビニルアルコールによって水に乳化させた樹脂エマルジョン（Ａ液）と、ウレタンプレポリマーを含むウレタン組成物（Ｂ液）とを混合して成り、 樹脂エマルジョンとウレタン組成物の質量比（Ａ液：Ｂ液）が、１００：５〜１００：２０である止水剤を充填する、止水工法。
2. 構造物は、トンネルであり、
   トンネルは、コンクリート製のコンクリートセグメントと、当該コンクリートセグメントを接続する接続部材を収容する凹部を有するボルトボックスであって、一部に金属製部材が用いられたボルトボックスと、を含み、
   漏水原因箇所である、コンクリートセグメントの継ぎ目の隙間と、ボルトボックスとコンクリートセグメントとの境界の隙間と、ボルトボックスの凹部とのうち、少なくとも何れか一つに、止水剤を充填する、請求項１に記載の止水工法。
3. 構造物は、トンネルであり、
   トンネルは、スチール製のスチールセグメントを含み、
   漏水原因箇所である、スチールセグメントの継ぎ目の隙間に、止水剤を充填する、請求項１に記載の止水工法。
4. 構造物は、マンホールであり、
   マンホールは、コンクリート製のマンホール側壁と、当該マンホール側壁を貫通する金属製又は樹脂製の配管と、を含み、
   漏水原因箇所である、マンホール側壁と配管との境界の隙間に、止水剤を充填する、請求項１に記載の止水工法。
5. 構造物は、寒冷地に設けられ、
   漏水原因箇所に、凍結融解抵抗性を有する止水剤を充填する、請求項１から４の何れか１項に記載の止水工法。
6. コンクリートと、金属製部材と、樹脂製部材とのうち、少なくとも何れか一つを含む構造物の漏水原因箇所からの漏水を止水する止水剤であって、
   漏水原因箇所は、金属製部材又は樹脂製部材との間に形成される空隙からなる漏水原因箇所と、金属製部材間に形成される空隙からなる漏水原因箇所と、樹脂製部材間に形成される空隙からなる漏水原因箇所と、金属製部材と樹脂製部材との間に形成される空隙からなる漏水原因箇所とのうち、少なくとも何れか一つの漏水原因箇所とのうち、少なくとも何れか一つを含み、
   当該止水剤は、石油樹脂とアクリル樹脂をポリビニルアルコールによって水に乳化させた樹脂エマルジョン（Ａ液）と、ウレタンプレポリマーを含むウレタン組成物（Ｂ液）とを混合して成り、 樹脂エマルジョンとウレタン組成物の質量比（Ａ液：Ｂ液）が、１００：５〜１００：２０である止水剤。
7. 構造物は、寒冷地に設けられ、
   当該止水剤は、凍結融解抵抗性を有する、請求項６に記載の止水剤。