JP4230858B2 - 遮水シートの壁面固定構造および同固定方法 - Google Patents
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Description
本発明はコンクリート擁壁などに遮水層を形成する遮水構造に係り、特に既存の擁壁の状態に左右されることなく遮水シートを固定することができる機械的固定工法における遮水シートの壁面固定構造および同固定方法に関する。
廃棄物処分場などに遮水シートを敷設するにおいて、コンクリートなどの擁壁が下地に対して起立しているような場合には、遮水シートをその壁面で立ち上げて敷設固定することになる。
従来、その壁面への遮水シートの固定は次のような方法で行われていた。遮水シートの素材がアスファルトシートである場合には、コンクリート製の壁面にプライマーを塗布した上でバーナーなどを用いて融着する方法。そしてゴムシートの場合には予めシート表面に粘着層を配置しておき、現場にて離型紙を剥がして粘着層を使って接着する方法。そしてポリエチレンシートの場合にはシートの上からプレートで固定したり、粘着テープで壁面に貼りつけたりといった方法で固定されている。
しかし、上記のアスファルトシートやゴムシートなどのように融着または粘着材による接着など密着工法の場合は、壁面の状態に大きく左右され、壁面が水分を含んでいたりすると融着するの難しく、また粘着剤もきかないといった問題があり、工事の日程を狂わせたり十分に固定できないといったことにつながってしまうことがあった。
特許文献１には壁面に保護マットを敷設するとともに遮水シートを敷設し、その上から金属プレートをあてピン形アンカーを打ち込んで固定するという構造を有している。
また特許文献２では片面に凹凸面を有する遮水シートを用いて、壁面に形成した凹凸に嵌め込んで固定するといった構造を採っている。
アスファルトシートやゴムシートなどを密着工法によって壁面に貼りつけるものでは、上述もしたように壁面に状態に大きく左右されて天候によって工事が行えない場合もあるほか作業的に煩雑になるとともに、貼りつけ作業が終わった後にも時間をかけて養生しなければならないといったことがあった。
それに対して特許文献１や特許文献２に記載された方法では、密着工法のように天候や壁面の状態に左右されることはなくなるものの別の問題点がある。特許文献１の方法では遮水シートを固定のためのピン形アンカーで貫通していることから、遮水シートの本来の目的である遮水性能に対して大きなマイナスとなる。
また特許文献２に記載された方法では、予め嵌合しあう凹凸を壁面および遮水シートに設けなければならず、その加工に手間がかかってしまうとともにコスト的な面でも多少不利である。
そこで本発明では、敷設時の壁面の状態に左右されることなく、また遮水シートに貫通孔をあけることなく、更に遮水シートの敷設固定の工事に大きな手間がかからずより簡単な作業で固定を行うことができコスト的にも有利な遮水シートの壁面固定構造の提供を目的とする。
以上のような目的を達成するために、本発明の請求項１では下地に対して起立した壁への遮水シートを敷設して固定する遮水シートの壁面固定構造において、少なくとも遮水シートと接する側の表面に被覆材を積層接着した導体からなる固定プレートを側壁にアンカー固定し、その上から前記遮水シートを重ね合わせた状態で、遮水シートの上から電磁誘導加熱することによって固定プレートを加熱し、被覆材を溶融させ遮水シートと固定プレートとを融着することによって遮水シートを固定することを特徴とする。
請求項２では遮水シートの少なくとも固定プレートと熱融着する箇所には、熱可塑性シートが積層融着されている請求項１記載の遮水シートの壁面固定構造である。
請求項３では熱可塑性シートの厚みが３０〜３００μｍの範囲である請求項２記載の遮水シートの壁面固定構造である。
請求項４では固定プレートが一つ以上の貫通孔を有したプレート本体と、該プレート本体の表裏面を覆う被覆材とからなり、表裏面の被覆材が少なくともプレート本体の貫通孔の部分でつながっている請求項１〜３記載の遮水シートの壁面固定構造である。
また同様に下地に対して起立した壁への遮水シートを敷設して固定する遮水シートの壁面固定方法において、少なくとも遮水シートと接する側の表面に被覆材を積層接着した導体からなる固定プレートを側壁にアンカー固定し、その上から前記遮水シートを重ね合わせた状態で、遮水シートの上から電磁誘導加熱することによって固定プレートを加熱し、被覆材を溶融させ遮水シートと固定プレートとを融着することによって遮水シートを固定することを特徴とする。
本発明のような構成を採ることによって機械的固定であることから敷設時の天候や壁面の状態にあまり左右されることがなくいつでも工事を行うことができ、また遮水シートに孔を空けることがないので漏水の可能性は小さく、更に通常の遮水シートを用いて熱融着にて固定することができるので固定作業は簡便なものであるとともにコスト的にも有利である。
図１は本発明の遮水シートの壁面固定構造を実施する廃棄物処分場の一例を示す概要断面図であり、図２は、本発明に係る遮水シートの壁面固定構造の詳細を示した断面図である。
遮水シートを敷設しようとするコンクリートなどからなる壁面１に、まず固定プレート２をアンカー部材３で所定間隔をもって固定配置する。配置する固定プレート２を数は、下地１の状態にもより、特に決まった数があるわけではないが、遮水シート４が風などの影響で浮き上がったりしないように十分に壁面１に固定される必要があり、通常１〜４個／ｍ2程度の範囲で均等に配置する。
固定プレート２を配置したら、次に遮水シート４をその上から覆い被せるように配置する。遮水シート４は、１〜２ｍ幅のシートをジョイントし、現場の広さの遮水シート４を形成し全面に配置する。
そして、固定プレート２は図３にしめすように表面は熱可塑性の被覆材で覆われており、遮水シート４と重なっている部分で、遮水シート４の上から電磁誘導加熱機Ｄで金属製のプレート本体５を加熱して表面に被覆材６を融解することによって遮水シート４に孔を開けることなく固定プレート２を融着固定することによって本発明の遮水シートの壁面固定構造となる。
本発明で用いる遮水シート４の素材として用いられるものは、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、イソプレン・イソブチレン共重合体（ＩＩＲ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレン（ＰＥ）、オレフィン系熱可塑性エラストマー、エチレンビニルアセテート等が挙げられ、耐候性に優れるとともに良好なゴム弾性を有するＥＰＤＭが好ましい。
遮水シート４の厚みとしては、０．８〜３．０ｍｍ程度の厚みのものが用いられる。０．８ｍｍ未満であると強度的に不足し、３．０ｍｍを超える厚みになると接合部において段差が大きくなり過ぎて外観を損ねたりシート同士の接合部の浮きなどの問題が発生したりするので好ましくない。
また、遮水シート４の固定プレート２と熱融着する面に熱可塑性シート７を積層しておくことによって、遮水シート４と固定プレート２との融着にかかる時間を大幅に短くすることができる。
熱可塑性シート７としては、ポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂やエチレン・α−オレフィン共重合体樹脂層からなるオレフィン系熱可塑性エラストマーなどを用いることができ、通常３０〜３００μｍ厚みのシートを積層する。厚みが３０μｍ未満であるとシート表面のパターンに熱可塑性シート７が沿わないなどの原因により熱融着による強度が低くなり、３００μｍを超えると遮水シート４との熱収縮率の差により遮水シート４におおきなソリが発生するので好ましくない。
この遮水シート４と熱可塑性シート７を積層する方法としては、遮水シート４と熱可塑性シート７を重ね合わせてヒートロールなどにより加熱・加圧することによって積層一体化することができる。また、遮水シート４を加硫して間もない加熱された状態にて、熱可塑性シート７を積層して遮水シート４を加硫するときの熱を利用して融着する方法である。具体的には、図４に示すような装置を用い、押出機（図示しない）から押出された未加硫ゴムシートをエンドレスベルト１１に載せられて導入ロール１２から所定温度（１５０〜２００℃）に設定された加硫缶１３内に送り込まれて加硫され、導出ロール１４から加硫缶１３外へ送り出されて複数個のガイドロールを経由して圧接ロール１６で熱可塑性シート５が積層一体化され、テンションロール１８を経て巻取りロール１９に巻き取られる。
このとき、加硫缶１３から送り出されたばかりの加硫ゴム製の遮水シート４は表面が１３０〜１５０℃になっており、熱可塑性シートを容易に融着することができる。
また、本発明の固定プレート２はステンレス、亜鉛メッキ鋼板、ガルバニウム鋼板などの金属やその他の無機素材、繊維強化樹脂などからなる径がφ６０〜１００ｍｍ程度の円形または正方形、矩形などのプレート本体６と、その少なくとも遮水シート１と接する表面を覆う被覆材７からなっており、厚みとしては０．２〜１．５ｍｍのものが用いられる。厚みが０．２ｍｍ未満であると強度的に不足し、遮水シート４が風の負圧などで浮き上がろうとした時に破壊される可能性がある。１．５ｍｍを超えると遮水シート４上に現れる段差が大きくなり外観を損ねることになるので好ましくない。
被覆材６として用いられるものとしては、遮水シート４と融着が可能な熱可塑性素材であることが必要になり、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンビニルアセテートなどのオレフィン樹脂やそれらを変成した塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、マレイン化エチレンビニルアセテートなどの変成オレフィン樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマーなどが挙げられる。被覆材６は元々シートまたはフィルム状のものを積層被覆したものでもよく、また液状になったものをコーティングしたものでもよい。ホットメルト樹脂をコーティングするのが比較的簡便な形態であるといえる。
また、プレート本体５と被覆材６とは、例えば融着や接着剤を介在するなどして固着されている。プレート本体５は、電磁誘導加熱によって加熱することのできる導体である必要があり、さらには防錆性、耐候性の高いものが好ましく、具体的には鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板、溶融アルミニウムメッキ鋼板、冷間圧延ステンレス鋼板、アルミニウム板、アルミニウム合金板などが挙げられる。
このプレート本体５の厚みは使用する金属の種類によっても夫々異なるが、通常０．４〜２．０ｍｍ程度のものが用いられる。０．４ｍｍ未満であると剛性が低く屋根葺材としての形状を保つことができず、また２．０ｍｍを超えると加工性が乏しくなる上に、重量が大きくなって好ましくない。特にステンレス鋼を用いる場合は０．５〜１．０ｍｍの厚さがもっとも好ましい。ステンレス鋼であればこの範囲で剛性も十分に得られ、また、金切りはさみで簡単に切断加工することができ、施工時の加工も容易である。
プレート本体５と被覆材６との接着は例えば次のような方法で行う。まず金属板の脱脂処理を行う。脱脂方法は、アルカリ洗浄法、溶剤洗浄法、エマルション洗浄法、電界脱脂洗浄法などの中から、使用する金属にあわせて好適なものを選択する。次に金属の防錆、粗面化を行う。化学的方法として酸洗い法、アルカリ防錆法などがあり、物理的方法としては、プラスト法、液体ホーニング法、ウォータージェット法、サンドペーパー研磨法などがあり、状況によって１つ、あるいは２つを組み合わせて用いる。
次工程の化成処理は、金属の種類によって異なるが、リン酸塩皮膜、クロム酸塩皮膜、シュウ酸塩皮膜、カップリング材処理皮膜を施す。そして被覆材６とをウレタン系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤などを用いて接着する。被覆材６はプレート本体５と遮水シート４と接する面にのみ配置していてもよいが、全面を覆っていても構わず、プレート本体５から被覆材６が剥離しにくくなるということでは好ましいといえる。
また、融着する場合でもプレート本体５の表面を前記のように処理し、ホットメルト型接合材を介在して熱融着するか、プレート本体５に直接被覆材６を融着するなどが可能である。
プレート本体５と被覆材６との間の固定強度を高めるために、図５に示すような構造をとることも可能である。プレート本体５には表裏面を貫く少なくとも一つの貫通孔８があり、プレート本体５を覆う被覆材６が貫通孔８に入り込むとともに裏面の被覆材６と一体になっており、被覆材６をプレート本体５に物理的・機械的に固定している。このような固定方法によって金属との接着性に乏しい素材でも十分に強固に固定することができるので、もちろん遮水シート４の固定に用いることができる。
また、被覆材６のプレート本体５への固定方法として上記には表裏面を完全に被覆して貫通孔８において両者を一体化する構成を示したが、表面の被覆材６は遮水シート４と融着の役目を果たすことからある程度の面積を必要とするものの、裏面の被覆材６は表面の被覆材６と貫通孔８において一体化し、被覆材６をプレート本体５に固定することができる働きをしさえすればよく、全面を覆っていなくても図６のように裏面に張り出し部９を有する形状としても構わない。この場合、表面に被覆している部分と裏面の張り出し部９の間で被覆材７がプレート本体５に機械的に固定されることになる。
次に、本発明の遮水シートの壁面固定方法を実施し、遮水シートと固定プレートとの接着強度を測定した。
実施例１では遮水シートにはガラス繊維からなる基布を積層して補強したＪＩＳ Ａ６００８一般複合タイプの加硫ゴム系ＥＰＤＭからなり、厚み１．５ｍｍのものを用いた。固定プレートとしてはプレート本体に亜鉛鋼板製の厚み０．６ｍｍ、直径がφ９０ｍｍの円形のプレートを用い、ＴＰＯからなる０．２ｍｍ厚みのシートをプレート本体の上に接着剤を介して重ね、ヒートラミネート装置にて積層被覆し被覆材とした。アンカー部材としては４．５ｍｍφのステンレスネジとφ６．０ｍｍのナイロンプラグを用いた。
固定プレートを側壁にアンカー部材を用いて固定し、その上から前記仕様の遮水シートを重ね合わせ、電磁誘導加熱によって固定プレートと遮水シートを融着した。
融着に要した加熱時間を測定するとともに、冷却し融着が完了した後、遮水シートと固定プレートとの剥離強度を測定した。測定条件としては、剥離速度２００ｍｍ／ｍｉｎ、測定温度２１℃であった。
実施例２としては、遮水シートに低密度ポリエチレンからなる３０μｍ厚みの熱可塑性シートを積層一体化したものを用いた以外は実施例１と同じ条件で行った。同様に、融着に要した加熱時間を測定するとともに、冷却し融着が完了した後、遮水シートと固定プレートとの剥離強度を測定した。
実施例３としては、遮水シートに低密度ポリエチレンからなる５０μｍ厚みの熱可塑性シートを積層一体化したものを用いた以外は実施例１と同じ条件で行った。同様に、融着に要した加熱時間を測定するとともに、冷却し融着が完了した後、遮水シートと固定プレートとの剥離強度を測定した。
実施例４としては、遮水シートに低密度ポリエチレンからなる１５０μｍ厚みの熱可塑性シートを積層一体化したものを用いた以外は実施例１と同じ条件で行った。同様に、融着に要した加熱時間を測定するとともに、冷却し融着が完了した後、遮水シートと固定プレートとの剥離強度を測定した。
実施例５としては、遮水シートに低密度ポリエチレンからなる３００μｍ厚みの熱可塑性シートを積層一体化したものを用いた以外は実施例１と同じ条件で行った。同様に、融着に要した加熱時間を測定するとともに、冷却し融着が完了した後、遮水シートと固定プレートとの剥離強度を測定した。
実施例５としては、遮水シートに低密度ポリエチレンからなる３５０μｍ厚みの熱可塑性シートを積層一体化したものを用いた以外は実施例１と同じ条件で行った。同様に、融着に要した加熱時間を測定するとともに、冷却し融着が完了した後、遮水シートと固定プレートとの剥離強度を測定した。
比較例としては、固定プレートとして被覆材を被覆していないものを用いた以外は実施例１と同じ条件で遮水シートの固定を行った。同様に、融着に要した加熱時間を測定するとともに、冷却し融着が完了した後、遮水シートと固定プレートとの剥離強度を測定した。
表１の結果をみてもわかるように、比較例では剥離強度が出ていない。それに対して、実施例１〜６は剥離強度が一定以上の数値となっており、その中でも熱可塑性シートを用いた実施例２〜６は融着に要する加熱時間を大幅に短くすることができる。
また、実施例２〜６の中では実施例２と６においてソリが発生しているが、これは遮水シートと熱可塑性シートとの間の収縮率の差によるものと考えられ、熱可塑性シートの厚みを実施例３〜５の範囲の厚みとすることによって、ソリの発生を防止することができるものであることがわかる。
本発明は廃棄物処分場や貯水池、一般建築物などにおいて下地に対して起立した壁に遮水シートを敷設配置する際に適用することができる。
１ 側壁
２ 固定プレート
３ アンカー部材
４ 遮水シート
５ プレート本体
６ 被覆材
７ 熱可塑性シート
８ 貫通孔
Ｈ 廃棄物処分場
Ｓ 下地
２ 固定プレート
３ アンカー部材
４ 遮水シート
５ プレート本体
６ 被覆材
７ 熱可塑性シート
８ 貫通孔
Ｈ 廃棄物処分場
Ｓ 下地
Claims (8)
- 下地に対して起立した壁へ遮水シートを敷設して固定する遮水シートの壁面固定構造において、少なくとも遮水シートと接する側の表面に被覆材を積層接着した導体からなる固定プレートを側壁にアンカー固定し、その上から前記遮水シートを重ね合わせた状態で、遮水シートの上から電磁誘導加熱することによって固定プレートを加熱し、被覆材を溶融させ遮水シートと固定プレートとを融着することによって遮水シートを固定したことを特徴とする遮水シートの壁面固定構造。
- 遮水シートの少なくとも固定プレートと熱融着する箇所には、熱可塑性シートが積層融着されている請求項１記載の遮水シートの壁面固定構造。
- 熱可塑性シートの厚みが３０〜３００μｍの範囲である請求項２記載の遮水シートの壁面固定構造。
- 固定プレートが一つ以上の貫通孔を有したプレート本体と、該プレート本体の表裏面を覆う被覆材とからなり、表裏面の被覆材が少なくともプレート本体の貫通孔の部分でつながっている請求項１〜３記載の遮水シートの壁面固定構造。
- 下地に対して起立した壁へ遮水シートを敷設して固定する遮水シートの壁面固定方法において、少なくとも遮水シートと接する側の表面に被覆材を積層接着した導体からなる固定プレートを側壁にアンカー固定し、その上から前記遮水シートを重ね合わせた状態で、遮水シートの上から電磁誘導加熱することによって固定プレートを加熱し、被覆材を溶融させ遮水シートと固定プレートとを融着することによって遮水シートを固定することを特徴とする遮水シートの壁面固定方法。
- 遮水シートの少なくとも固定プレートと熱融着する箇所には、熱可塑性シートが積層融着されている請求項５記載の遮水シートの壁面固定方法。
- 熱可塑性シートの厚みが３０〜３００μｍの範囲である請求項６記載の遮水シートの壁面固定方法。
- 固定プレートが一つ以上の貫通孔を有したプレート本体と、該プレート本体の表裏面を覆う被覆材とからなり、表裏面の被覆材が少なくともプレート本体の貫通孔の部分でつながっている請求項５〜７記載の遮水シートの壁面固定方法。
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| JP2003303476A JP4230858B2 (ja) | 2003-08-27 | 2003-08-27 | 遮水シートの壁面固定構造および同固定方法 |
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