JP3813735B2 - 一次弾性止水材の製造方法、その製造用型及び一次弾性止水材とその製造用型との組合せ並びに連結構造の施工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一次弾性止水材の製造方法、一次弾性止水材の製造用型及び一次弾性止水材とこの一次弾性止水材の製造用型との組合せ並びに連結構造の施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のプレキャストコンクリート製函体（以下、「ＰＣ函」という。）が連結された共同溝・枡等の構築物には、ＰＣ函の連結部を水密にするために、ＰＣ函用一次止水材がＰＣ函の連結端面に配置される。このＰＣ函用一次止水材は、全国ボックスカルバート協会の埋設指針によって示されているように、スポンジ等からなる芯材に、粘着性のブチルゴムが被覆されているのが一般的である。
【０００３】
スポンジを芯材に使用した一次止水材は、スポンジが耐圧縮永久歪み性に劣ることから、長期に亘る止水性に難点がある。このため、ＰＣ函用一次止水材としては、スポンジ材の代わりに、架橋粘弾性体を用いた一次止水材が使用されるようになってきた。
【０００４】
架橋粘弾性体から一次止水材を成型するには、主剤と硬化剤を混ぜ合わせた液体を成型用の型に流し込み架橋させればよい。架橋が完了した粘弾性体は一次止水材となるが、使用するまで保管したり、使用場所に輸送する必要があることから、その後型から取り出す。得られた一次止水材は、ＰＣ函に貼り付ける側が外側になるように、架橋粘弾性体の重なる部分に離型紙を挟み込みながら渦巻き状に巻き取る。架橋粘弾性体の巻き取った末端は、ばらけないように固定する。
【０００５】
輸送のための梱包は、１巻毎にシュリンク梱包するか、又は複数個の巻を梱包する。複数個の巻を梱包する場合、それぞれの巻の間に仕切りとなる板又は離型紙を介在させることが必要になる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＣ函に用いられる一次止水材としては、特願平８−２７２３０９号明細書に記載されたものがある。かかる一次止水材に要求される長さは一般的には８ｍである。従来の成型法で製造したスポンジ材を主体とする製品や、架橋粘弾性体を用いたＰＣ函用一次止水材の製品は、ＰＣ函に貼り付ける側を外側にして渦巻き状に巻き取る。このため、一次止水材の製品高さが高くなればなるほど、巻取時の内周と外周の距離の差が大きくなり、巻取が困難となる。また、巻き取った時の最大巻きの直径が５００ｍｍを超えると巻き取れなくなる。通常は、最大巻きの直径が３５０ｍｍ程度のものが取り扱い易く、長さにして５ｍ程度である。
【０００７】
したがって、一次止水材の製品高さが高い場合、８ｍの長さの一次止水材を得るのは困難である。一次止水材の長さが８ｍに満たない場合、継ぎ足せば良いわけだが、継ぎ足す個所が増えれば増えるほど、施工が困難になると同時に漏水の原因になる。ＰＣ函に見合った長さの一次止水材が望まれる。
【０００８】
架橋粘弾性体は、表面に粘着性が無く、それ自体の復元性が良好である。このため、架橋粘弾性体を巻取れば、簡単に元の直線に返そうとして、巻きからはずれてしまうことがある。したがって、架橋粘弾性体の巻きがばらけないようにする工夫が必要になる。また、架橋粘弾性体の貼り付け施工は、単独で容易にできなければならない。
【０００９】
従来の一次止水材の成型工程では、８ｍの長さの一次止水材を要求されると、広い成型場所が必要となる。一方、原料は液状で流し込まれるから、成型用型が水平に保たれていないと、製品が不揃いになり、品質が一定しない。また、成型用型の長さが長いため、原料を流し込む工程や成型物を取り出す工程が分割してしまい、工数が増え、コスト高になる。品質の良い一次止水材を安価に提供することができない。
【００１０】
本発明は、品質が確かで、取扱いが容易な一次弾性止水材を得、連結構造の製造を容易にすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、水密な空洞部を形成するために用いられる一対の土木用成型体の対向する端面の間に配置され、前記各端面の間に止水部を形成する、細長い形状の一次弾性止水材を得るにあたり、前記一次弾性止水材の成型用材料を調製し、前記成型用材料が主剤と硬化剤とを含有しており、前記成型用材料を前記一次弾性止水材の製造用型に流し込み、前記製造用型に前記一次弾性止水材の成型用溝が渦巻き状に形成されており、前記成型用材料を硬化させる、一次弾性止水材の製造方法に係るものである。
【００１２】
本発明にかかる一次弾性止水材の製造には、一次弾性止水材の成型用材料を調製して用いる。この成型用材料は、主剤と硬化剤とを含有している。また、本発明の方法においては、一次弾性止水材の製造用型を用いる。この製造用型には、一次弾性止水材の成型用溝が渦巻き状に形成されている。一次弾性止水材の成型用材料は、この製造用型内に流し込まれ、硬化される。
【００１３】
本発明者は、一次弾性止水材を渦巻き状に成型することにより、品質の良好な一次弾性止水材が容易に得られることを見出した。また、本発明者は、このようにして得られた一次弾性止水材が、使用時まで製造用型とともに取り扱えば、梱包が容易で、運搬時や施工時の取扱いに極めて有利であり、ＰＣ函等の連結構造の施工を容易にすることを突き止め、本発明に到達した。
【００１４】
かかる一次弾性止水材を成型するには、所定の形状の溝が渦巻き状に形成された型が用いられる。この一次弾性止水材の製造用型は、長辺を可能な限り短くすることができる。かかる製造用型を用いれば、一次弾性止水材の原料を一度に注型し易く、原料が硬化する間にも、型の水平を確保し易い。
【００１５】
本発明にかかる一次弾性止水材は、直線状に成型される一次止水材に比べ、脱型後の巻取工程を必要としない。したがって、巻取時に内周と外周との差から生じる巻取の困難性や、巻取末端の処理等の問題がない。
【００１６】
また、本発明にかかる一次弾性止水材は、成型時に予め渦巻き状の形態を有しているため、巻きがばらけることがなく、単独の作業者でもＰＣ函への貼り付け施工等を容易に行うことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
従来の成型法により製作された一次止水材は、梱包状態から取り出した時に直線になろうとする。一方、ＰＣ函は必ず矩形であり、ＰＣ函に貼り付けられる一次止水材は、ＰＣ函の四隅で半径１００ｍｍ以上の４分の１の円弧状に曲げられる。このように、ＰＣ函に直線状の一次止水材を貼り付ける場合、辺に当たる直線部分には何の応力もはたらかせることなく、一次止水材を貼り付けることができるが、ＰＣ函の角の部分では、直線状の一次止水材を無理矢理扇状に沿わせる必要がある。
【００１８】
本発明では、架橋粘弾性体からなる一次弾性止水材を用いる。かかる一次弾性止水材は、自由に緩やかに曲げ加工をしながら、ＰＣ函に貼り付け施工することができる。かかる一次弾性止水材は、半径１００ｍｍの湾曲に対して十分追従するので、矩形のＰＣ函であっても、貼り付けには何ら支障はない。
【００１９】
また、本発明では、渦巻き状に成型された一次弾性止水材が得られる。かかる一次弾性止水材は、架橋粘弾性体からなるため、半径１００ｍｍで成型されたとしても、ＰＣ函の直線部分に十分追従し、何ら問題なく使用することができる。また、本発明で得られる８ｍ以上の長さの一次弾性止水材も、十分な加工性能を保持する。尚、ＰＣ函は必ず矩形であり、入り隅は存在しない。このため、半径１００ｍｍで成型された一次弾性止水材は直線以外、反対向きの円弧に加工されて貼り付けられることはあり得ない。
【００２０】
本発明にかかる一次弾性止水材によって、水密な空洞部を形成する土木用成型体が連結される。かかる土木用成型体は、ＰＣ函に限られない。本発明にかかる一次弾性止水材は、土木用成型体としての複数のセグメントが組み立てられて製造されるトンネル等のシールド構造に用いることができる。かかるシールド構造では、一次弾性止水材が各セグメント間を水密に連結し、止水部を形成する。かかるシールド工法等において用いられるセグメントは、プレキャストコンクリート、ＲＣ、鉄等の材料から製造されたものを用いることができる。
【００２１】
本発明にかかる一次弾性止水材の成型用材料を適切に選択すれば、低モジュラスで高復元性の架橋粘弾性体からなる一次弾性止水材が得られる。かかる一次弾性止水材は、より一層曲げ加工が容易で、貼り付け施工に極めて有利である。
【００２２】
図面を参照して、本発明を説明する。
図１は、本発明の一次弾性止水材の製造用型の一例を示す斜視図である。この製造用型１には、本発明にかかるＰＣ函用一次弾性止水材を成型するための溝２が渦巻き状に形成されている。
【００２３】
図１に示すように、本発明では、ＰＣ函又はセグメント用一次弾性止水材の製造用型に専用型を用いず、トレー状の型を使用するのが好ましい。かかるトレー状の型は、専用型に比べ、型からの取り出しの手間を省くことができる。
【００２４】
図１に示す製造用型１の溝２は、下方向に向かうに従って内側に張り出している壁面と、平坦な底面を有している。溝の形状や巻きの数は、得ようとする一次弾性止水材の長さや形状、或いはＰＣ函やセグメントの形状等に従って任意に設計することができる。
【００２５】
本発明にかかるＰＣ函用一次弾性止水材は、かかる製造用型を用いて製造することができる。図２（ａ）は、図１の製造用型を用いて製造したＰＣ函用一次弾性止水材の縦断面図である。このＰＣ函用一次弾性止水材３は、連結すべき一対の対向するＰＣ函の一方のＰＣ函の連結端面に貼り付けられる貼り付け面３ａと、他方のＰＣ函の連結端面と接触する接触面３ｂとを有している。かかるＰＣ函用一次弾性止水材を、一対の対向するＰＣ函の間に介在させることにより、ＰＣ函の隙間を伝わり外部に流出しようとする水を止水することができる。
【００２６】
図２（ｂ）は、一次弾性止水材とその製造用型との一例の組合せを示す縦断面図である。この図では、図２（ａ）の一次弾性止水材３は、その製造用型１の溝２中で硬化している。一次弾性止水材３の接触面３ｂは溝２の底面と接するようにして形成されている。一方、一次弾性止水材３の貼り付け面３ａは溝２の表面に露出して形成されている。
【００２７】
図３は一例のＰＣ函を示す平面図であり、図４は図３のＰＣ函をＡ−Ａ線で切断した縦断面図である。このＰＣ函４は、上面４ｂと、上面４ｂの一方の末端から下方向に傾斜して降下する斜面４ｃと、斜面４ｃの下端から横方向に延びる平面４ｄと、平面４ｄの終末端から下方向に傾斜して降下する斜面４ｅと、斜面４ｅの下端から横方向に延びる連結端面４ａと、連結端面４ａの終末端から上方向に傾斜して上昇する斜面４ｆと、斜面４ｆの上端から横方向に延びる平面４ｇとを有している。
【００２８】
また、このＰＣ函４は緊張材挿入孔４ｈを有しており、このＰＣ函４の中央には空洞部４ｉが形成されている。本発明にかかるＰＣ函用一次弾性止水材は、連結端面４ａ上に配置され、貼り付け面や接触面が接触する。緊張材挿入孔４ｈには、緊張材が挿入され、緊張材を締め付けることで、一対の対向するＰＣ函同士が締結される。水は空洞部４ｉを通る。
【００２９】
図５は、一例のＰＣ函連結構造を示す縦断面図である。このＰＣ函連結構造６では、一対の対向するＰＣ函４、５とＰＣ函用一次弾性止水材３とが用いられている。ＰＣ函用一次弾性止水材３の貼り付け面３ａは、ＰＣ函４の連結端面４ａに貼り付けられている。一方、ＰＣ函用一次弾性止水材３の接触面３ｂは、ＰＣ函５の連結端面５ａに接触している。Ｂ方向からＰＣ函の隙間を通ろうとする水は、ＰＣ函用一次弾性止水材３に遮られる。
【００３０】
本発明にかかる一次弾性止水材は、架橋粘弾性体を得るための種々の主剤及び硬化剤を用いて製造することができる。中でも、分子末端に水酸基を有する常温で液状の反応型ポリマーと、分子末端にイソシアネート基を有する硬化剤とを含有している材料を用いるのが好ましい。また、この場合、常温で液状の反応型ポリマー１００重量部と、反応型ポリマーの水酸基のモル数に対する硬化剤のイソシアネート基のモル数の比、即ちＮＣＯ／ＯＨが０．５〜１．５である量の硬化剤と、反応型ポリマー１００重量部に対し５０〜１０００重量部の歴青物とを反応させて得るのが好ましい。このようにして得られた一次弾性止水材は、低モジュラスで高い復元性を有しており、曲げ加工が一層容易である。
【００３１】
常温で液状の反応型ポリマーと硬化剤とのＮＣＯ／ＯＨのモル比が０．５未満であると、硬化反応が十分でなく、未反応基が多く残存したままとなり、経時安定性等に問題が生じる。逆に、ＮＣＯ／ＯＨのモル比が１．５よりも大きいと、架橋粘弾性体が硬くなり過ぎ、可塑剤での硬度調整も十分に行なえない。
【００３２】
本発明では、一次弾性止水材の制振性能を各温度域で調整するために、又は低コスト化のために、歴青物を添加することができる。歴青物には、ストレートアスファルト、ブロンアスファルト、タール等があり、所望の物性値を得るには、可塑剤や粘着付与樹脂で予め改質したものを用いることができる。これらの歴青物は、単独で用いた場合には感温性が明確に現れ、コスト面では有利であるが、広い温度域で一定の制振性が得られない。
【００３３】
かかる欠点を防止するためには、液状ゴムを始めとするゴム状物を歴青物と併用して用いるのが好ましい。ゴム状物と歴青物とを併用した一次弾性止水材は、年間を通して所定の制振性能を発揮できる。添加量の目安としては、１００重量部の液状ポリマーに対して５０〜１０００重量部の歴青物が適量である。
【００３４】
常温で液状の反応型ポリマーには、例えば、液状ポリブタジエン、液状クロロプレン、液状スチレンブタジエン共重合体、液状アクリロニトリルブタジエン共重合体、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アニリン誘導体ポリオール、シリコーン、ポリサルファイド、変性シリコーン等が含まれる。これらのポリマーは、常温で硬化反応を起こさせて、架橋粘弾性体を得ることができる。
【００３５】
本発明で用いることができる架橋粘弾性体は、常温で液状の反応型ポリマーを常温で反応させた後の硬化物が、８０℃に加温されても形状を保持し、２０℃での硬度が、日本ゴム協会規格ＳＲＩＳ−０１０１に示すＣ型硬度計で５０以下であるという条件を満足するものである。この条件を満足し得る架橋粘弾性体は、表１に例示する液状ゴムと硬化剤との組合せから得ることができる。
【００３６】
【表１】

【００３７】
表１に示す組合せのうち、常温における硬化速度のコントロールの容易さ、コスト、人手の容易さ等を含めて考慮すると、特に水酸基を末端に有し主鎖にクロロプレン、ブタジエン、水素添加ブタジエン、スチレンブタジエン、ニトリルブタジエン、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルウレタンポリオール、アニリン誘導体ポリオール等を単独又は併用して用いるのか望ましい。中でも難燃度を考慮すると、クロロプレン骨格を有し、分子両末端に水酸基又はザンセート基を有するものが好適である。
【００３８】
硬化剤としては、イソシアネート系硬化剤が好適であり、１分子当り２個以上のイソシアネート基を有することが必要である。具体例には、イルイレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、末端イソシアネート基を有するプレポリマー等を挙げることができ、これ等を単独で又は併用して用いることができる。
【００３９】
イソシアネート系硬化剤を可塑剤と混合して用いることもできるが、可塑剤が脱水処理されていることと、イソシアネート化合物と反応しないこととが必要である。常温硬化反応を行なうための必須成分のみ、又は触媒との組合せで、本発明で満足して用いられる架橋粘弾性体を得ることができる。また、本発明では、コスト面、作業面、物性向上面で、更に各種の添加剤を加えることにより、幅広い安定した架橋粘弾性体を得ることもできる。
【００４０】
粘弾性体又は架橋粘弾性体の硬さの調整、液状ポリマー組成物の粘度の調整及び硬化反応後の硬さの調整に、可塑剤を用いることができる。可塑剤には、ナフテン系オイル、パラフィン系オイル、芳香族系オイル、ひまし油、綿実油、やし油、トール油、フタル酸誘導体、イソフタル酸誘導体、アジピン酸誘導体、マレイン酸誘導体、液状ゴムの官能基を含まないもの等を挙げることができ、これらを単独か又は併用して用いることができる。
【００４１】
難燃性を要する場合には、ハロゲン化合物系可塑剤やリン化合物系可塑剤を、単独か又は併用して用いることができる。
【００４２】
粘着付与樹脂には、天然樹脂、ロジン、変性ロジン、ロジン及び変性ロジンの誘導体、ポリテルペン系樹脂、テルペン変性体、脂肪族系炭化水素樹脂、芳香族系石油樹脂、シクロペンタジエン系樹脂、フェノール樹脂、アルキルフェノール−アセチレン樹脂、キシレン樹脂、クマロン−インデン樹脂、ビニルトルエン−αメチルスチレン共重合体等を単独か又は併用して用いることができる。
【００４３】
【実施例】
実施例及び図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
実施例
ＰＣ函用一次弾性止水材を成型するために、図１に示すようなトレー状の型を用いた。この型１は、溝２が渦巻き状に形成されるように、０．５ｍｍ厚みのポリエチレンシートを真空成型法により加工して製造した。
【００４４】
表２に示した組成の材料を計量し、エアー式モーターにて攪拌混合して、水平な台に置いた図１に示す型１に流し込んだ。一昼夜養生した後、型から架橋粘弾性体を取り出して、一次弾性止水材を製造した。得られた一次弾性止水材の縦断面形状を図２に示す。
【００４５】
【表２】

【００４６】
試験方法
コニシ社製のネオプレン系接着剤を用いて、図５に示すように、一次弾性止水材の貼り付け面３ａをＰＣ函４の連結端面４ａに貼り付けた。また、図５に示すように、一次弾性止水材の接触面３ｂをＰＣ函５の連結端面５ａに接触させ、ＰＣ函４及び５を緊張材で締めつけ、締結して、ＰＣ函連結構造６を製造した。このＰＣ函連結構造６について、中央の空洞部に水を満たして、１ヵ月屋外に放置した後、一次弾性止水材の貼り付き状況を確認した。
【００４７】
試験結果
試験中、ＰＣ函連結構造には水漏れはなく、一次弾性止水材にも剥離等の異常は認められなかった。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、一次弾性止水材を渦巻き状に成型することにより、品質の良好な一次弾性止水材が容易に得られる。また、本発明によれば、このようにして得られた一次弾性止水材は、使用時まで製造用型とともに取り扱えば、梱包が容易で、運搬時や施工時の取扱いに極めて有利で、ＰＣ函やトンネルのシールド工法に用いるセグメント等の連結構造の施工を容易にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】一例の一次弾性止水材の製造用型を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は、一例の一次弾性止水材の縦断面図である。
（ｂ）は、一次弾性止水材とその製造用型の一例の組合せを示す縦断面図である。
【図３】一例のＰＣ函の平面図である。
【図４】図３のＰＣ函の縦断面図である。
【図５】一例のＰＣ函連結構造の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 一次弾性止水材の製造用型
２ 溝
３ 一次弾性止水材
３ａ 貼り付け面
３ｂ 接触面
４、５ ＰＣ函
４ａ、５ａ 連結端面
６ ＰＣ函連結構造

Claims (7)

1. 水密な空洞部を形成するために用いられる一対の土木用成型体の対向する端面の間に配置され、前記各端面の間に止水部を形成する、細長い形状の一次弾性止水材を得るにあたり、
   前記一次弾性止水材の成型用材料を調製し、前記成型用材料が主剤と硬化剤とを含有しており、前記成型用材料を前記一次弾性止水材の製造用型に流し込み、前記製造用型に前記一次弾性止水材の成型用溝が渦巻き状に形成されており、前記成型用材料を硬化させることを特徴とする、一次弾性止水材の製造方法。
2. 前記土木用成型体が一対の対向するプレキャストコンクリート製函体であり、前記一次弾性止水材が、前記函体の一方の函体の連結端面に貼り付けられる貼り付け面と、前記函体の他方の函体の連結端面に接触する接触面とを有しており、前記一次弾性止水材の前記貼り付け面を前記成型用溝の表面に露出させて形成し、前記一次弾性止水材の前記接触面を前記成型用溝の内部で形成することを特徴とする、請求項１記載の一次弾性止水材の製造方法。
3. 前記主剤が常温で液状の反応型ポリマーであり、前記成型用材料が、歴青物、可塑剤、粘着付与樹脂及び充填剤よりなる群から選択した少なくとも１種の添加物を含有していることを特徴とする、請求項１又は２記載の一次弾性止水材の製造方法。
4. 前記反応型ポリマーが分子末端に水酸基を有しており、前記硬化剤が分子末端にイソシアネート基を有しており、１００重量部の前記反応型ポリマーと、前記反応型ポリマーの前記水酸基に対し、前記硬化剤のイソシアネート基のモル比が０．５〜１．５となる量の前記硬化剤と、５０〜１０００重量部の前記歴青物を含有していることを特徴とする、請求項３記載の一次弾性止水材の製造方法。
5. 水密な空洞部を形成するために用いられる一対の土木用成型体の対向する端面の間に配置され、前記各端面の間に止水部を形成する、細長い形状の一次弾性止水材を成型するための一次弾性止水材の製造用型であって、
   前記製造用型に前記一次弾性止水材の成型用溝が渦巻き状に形成されており、前記一次弾性止水材の成型用材料が前記成型用溝内で硬化して、前記一次弾性止水材が成型されることを特徴とする、一次弾性止水材の製造用型。
6. 水密な空洞部を形成するために用いられる一対の土木用成型体の対向する端面の間に配置され、前記各端面の間に止水部を形成する、細長い形状の一次弾性止水材と前記一次弾性止水材の製造用型との組合せであって、
   前記製造用型に前記一次弾性止水材の成型用溝が渦巻き状に形成されており、前記一次弾性止水材の成型用材料が前記成型用溝内で硬化していることを特徴とする、一次弾性止水材と前記一次弾性止水材の製造用型との組合せ。
7. 水密な空洞部を形成するために用いられる一対の土木用成型体の対向する端面の間に止水部が形成されている連結構造を得るにあたり、
   請求項６記載の一次弾性止水材と前記一次弾性止水材の製造用型との組合せから、前記一次弾性止水材を取り出し、前記一次弾性止水材を前記各端面の間に配置し、前記各端面の間に前記止水部を形成することを特徴とする、連結構造の施工方法。

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