JP4328040B2 - レジンコンクリートセグメントの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レジンコンクリートセグメントの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レジンコンクリートのセグメントを製造する場合、矩形円弧平板状の中空部の外面を囲った型枠を、上方が凸状になるように設置し、この型枠内に上方よりコンクリートを流し込んで成形する製造技術がある。このような上方よりコンクリートを流し込む成形では、セグメントの外面に多数の気泡が生じたり、セグメントの端部にレジンコンクリートが十分に充填されない充填不足部分を生ずると言う問題がある。このような問題点を解決する手段として本出願人は遠心力成形技術（特許２９２２１９６号）を提案している。その技術は、遠心成形ドラム内にセグメントの型枠を取付け、まず粗骨材を含むレジンコンクリート層を１次成形し、レジンモルタル層をその内面に２次成形して一体化させる技術である。この技術は、水密性が高く、軽量で強度が大きく、肉厚を薄くすることが出来、耐食性に富み、内面がなめらかな肌を有し、２次覆工を要しないセグメントを製造する技術として非常に優れた技術である。しかし、遠心成形用の母型及び中型（個別のセグメントの型枠）が必要であり、設備が高額となり、生産効率が低いことは避けられなかった。また、その技術の特色ではあるが、セグメントの外面側に多くの骨材が集まり相対的に樹脂分が偏析し、内面側は樹脂リッチになり内外面での強度がアンバランスであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は優れた特性を有するレジンコンクリートセグメントを簡易な装置を用いて、高能率で製造する技術を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その技術手段は、妻面仕切リングを備えた円筒殻からなる型枠の内周面に繊維入りゲルコート層を形成し、該型枠を円筒軸を中心に回転させ、型枠内にレジンコンクリートを供給してレジンコンクリート円筒を製造し、養生後脱型し、脱型したレジンコンクリート円筒を円周方向複数の切断位置で切断し、切断代に相当するパッキングを用いて切断前の円筒状に組立てることができるセグメントを製造することを特徴とするレジンコンクリートセグメントの製造方法である。妻面仕切リングを備えた円筒殻からなる型枠は、ヒューム管を遠心製造する型枠と同様のものであり、妻面仕切リングには、ほぞ及びシール溝があってもよい。また、継手を取り付ける構造を有する。製造されるレジンコンクリート円筒は、円筒殻からなる型枠の内周面に繊維入りゲルコート層を形成し、型枠を円筒軸を中心に回転させ、型枠内にレジンコンクリートを供給して遠心成形するので、外周側の強度が大きく、内周側の特性が優れたレジンコンクリート円筒を製造することが出来る。レジンコンクリートは、厚さの薄いカッターで切断することが出来、複数の任意の形状に切断したセグメントを、切断代に相当するパッキングを用いて、切断前の円筒状に組立てることができるから、組立工程が簡単であり、正確な組立が可能である。
【０００５】
上記方法において、前記切断位置に予めシール材溝形成用中子を型枠に取付けてコンクリートを打設し、コンクリートから該中子を抜き取った後、該シール材溝部を縦断して切断すれば切断面のシール溝を完全に形成できることができ、好適である。このとき用いる中子としては、例えばゴム等の伸縮性を有する材料からなる中実棒又は中空管等を用い、レジンコンクリート硬化後これを牽引して縮径させて引き抜くことによって、簡単に形成することが出来る。この形成されたシール材溝部を縦断して切断しセグメントとするので、切断面に互いに対向するシール溝が形成され、この溝にシール材を充填することによって、セグメントの円周分割面のシールを完全にすることができる。
【０００６】
また、前記脱型したレジンコンクリート円筒の妻面に機械加工を施した後、切断することとすれば、妻面に正確なほぞを形成することが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明では、中型を使用することなく、母型内にセグメントの妻面を形成する仕切リングを設けて、同時に複数の短円筒を製作することができ、これらの短円筒をその後切断機で縦切断しセグメントに成型するので、装置が簡単で製造が容易である。レジンコンクリートセグメントは径１８００〜３０００ｍｍまでが主流であるので従来から使用されているヒューム管製造設備を使用することができる。また、妻面形状や妻面シール溝等は円筒の状態で機械加工により削り出し成型するので、容易に精密正確に形成することが可能である。
【０００８】
セグメントの内外面における強度アンバランスは、カーボン繊維、ガラス繊維等の腐食しない繊維を外面側にゲルコートと同時に施工することによって解消することができ、セグメントの外面側の欠陥が解消される。
【０００９】
セグメント間の円周継ぎ手は、本出願人が開発して特願２０００−６０５２３号出願で提案している継ぎ手をリング側に利用して使えばよい。
【００１０】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施に用いる母型（遠心成形用円筒型枠）１の説明図である。この母型１は円筒を縦に二つ割りした構造となっており、円筒殻２と妻面仕切リング３を備えている。直径１８００〜３０００ｍｍ程度のレジンコンクリートセグメントの製造には従来から使用されているヒューム管製造設備を使用することができ、セグメント幅（トンネル軸方向寸法）は、９００〜１２００ｍｍが主であり、ヒューム管製造用型枠は、通常、長さが２４３０ｍｍであるから１回の製造でセグメント２リング分製造出来る。従って、設備費が安価で、高い生産性が得られる。図２〜図６は本発明方法の工程を示す説明図である。図２は、図１のＡ−Ａ矢視で円筒殻２かならる型枠１の内周面４に繊維入りゲルコート層５を形成した状態を示す、型枠１の横断面図である。次いで、図３に示すように、型枠１内にレジンコンクリート７を供給管６で供給し、図４に示すように型枠１を円筒軸を中心に回転させ、繊維入りゲルコートの内面にレジンコンクリート層を形成し、レジンコンクリート円筒を製造する工程である。養生後脱型したレジンコンクリート円筒２０を図５に示した。図５には円筒継手１１、リング継手１２を併せて示した。このレジンコンクリート円筒２０を円周方向複数の切断位置で切断してセグメント２１を製造する。このセグメント２１の断面を図７に模式的に示したが、外面側は繊維入りゲルコートが密着したレジンコンクリート２２となっており、内面側はレジンコンクリート２３となっている。強度が大きく、腐食性、水密性に富む優れた特性を有する。
【００１１】
レジンコンクリートとしては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、アクリル樹脂等の樹脂を５〜２５質量％（好適には１０〜２０質量％）、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、珪砂粉等の充填材を４０質量％以下（好適には１０〜２０質量％）に、骨材を配合した材料を用いると良い。低収縮材、効果促進剤等を加えても良い。このようなレジンコンクリートは遠心成形した後、短時間で脱型することができ、格別の養生期間を要しない。従って、優れた性能を有するセグメントを高能率で生産することができる。
【００１２】
図８は、型枠１に中子２４を取り付けた状態を示す型枠１の部分図である。製造されたレジンセグメント円筒を切断してセグメントとするとき、切断位置に予めシール材溝形成用中子を型枠に取付けてレジンコンクリートを打設し、レジンコンクリートから中子を抜き取った後、シール材溝部を縦断して切断することによって切断面にシール溝構造を付与することができる。この切断予定位置に中子を取り付けておく。中子２４は、例えばゴム管等であり、ボルト２５により仕切リング３相互間に取り付ける。中子は外面に離型剤を施して置くとよく、レジンコンクリート硬化後容易に引き抜くことができるように、可撓性を有する材料とすると好適である。
【００１３】
図９はレジンコンクリート円筒の中子の取付け位置と形状の例を示したものである。中子の断面形状すなわちシール溝を形成する孔２６の断面形状は、円、楕円、台形、多角形等とすればよく、その配置は、切断線２７の位置とする。切断線２７が孔２６を確実に縦断して形成されるためには、切断線のふれの方向の寸法が大きい楕円形の方が外れが少ないので好ましい。図１０は、図９のレジンコンクリート円筒の展開図である。セグメントの形状として、矩形３１、梯形３２、台形３３になるように切断線２７を形成しておくとセグメントの組立が容易となる。従って、中子の取付けもこのように配置すると良い。
【００１４】
図１１、図１２はセグメント２１の円周継手面のシール構造の例を示すものである。上述のように中子を用いてセグメントの端面に形成したシール溝３４に、水膨張性のシール材３５を嵌めてシールする。また端面３６にはパッキング３７を施してシールする。図１２は、接着剤３９を施してシール材３８を溝３４内に固定した例を示している。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、優れた性能を有するレジンコンクリートセグメントを高能率で生産することができる。レジンコンクリートは硬化収縮が大きいことが欠点であったが、本発明では、硬化後にセグメントの切断、切削加工をするので、硬化収縮の影響を受けずリング組立精度が向上する。また本発明によって製造されたセグメントは外面側は繊維入りゲルコートで補強されているので、遠心力成型による内外面の強度アンバランスを解消したレジンコンクリート本来の高い曲げ強度を活かせる合理的構造体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に用いる母型（遠心成形用円筒型枠）の説明図である。
【図２】型枠の内周面に繊維入りゲルコート層を形成した型枠の横断面図である。
【図３】レジンコンクリート供給工程の説明図である。
【図４】レジンコンクリート円筒を製造する工程である。
【図５】本発明方法の工程を示す説明図である。
【図６】本発明方法の工程を示す説明図である。
【図７】セグメントの断面図である。
【図８】型枠の部分図である。
【図９】中子の取付け位置と形状の例を示す説明図である。
【図１０】図９のレジンコンクリート円筒の展開図である。
【図１１】セグメントの円周継手面のシール構造を示す説明図である。
【図１２】セグメントの円周継手面のシール構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 型枠
２ 円筒殻
３ 妻面仕切リング３
４ 内周面
５ 繊維入りゲルコート層
６ 供給管
７ レジンコンクリート
１１ 円筒継手
１２ リング継手
２０ レジンコンクリート円筒
２１ セグメント
２２ 繊維入りゲルコートが密着したレジンコンクリート
２３ レジンコンクリート
２４ 中子
２５ ボルト
２６ 孔
２７ 切断線
３１ 矩形
３２ 梯形
３３ 台形
３４ シール溝
３５ シール材
３６ 切断面
３７ パッキング
３８ シール材
３９ 接着剤
【発明の属する技術分野】
本発明は、レジンコンクリートセグメントの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レジンコンクリートのセグメントを製造する場合、矩形円弧平板状の中空部の外面を囲った型枠を、上方が凸状になるように設置し、この型枠内に上方よりコンクリートを流し込んで成形する製造技術がある。このような上方よりコンクリートを流し込む成形では、セグメントの外面に多数の気泡が生じたり、セグメントの端部にレジンコンクリートが十分に充填されない充填不足部分を生ずると言う問題がある。このような問題点を解決する手段として本出願人は遠心力成形技術（特許２９２２１９６号）を提案している。その技術は、遠心成形ドラム内にセグメントの型枠を取付け、まず粗骨材を含むレジンコンクリート層を１次成形し、レジンモルタル層をその内面に２次成形して一体化させる技術である。この技術は、水密性が高く、軽量で強度が大きく、肉厚を薄くすることが出来、耐食性に富み、内面がなめらかな肌を有し、２次覆工を要しないセグメントを製造する技術として非常に優れた技術である。しかし、遠心成形用の母型及び中型（個別のセグメントの型枠）が必要であり、設備が高額となり、生産効率が低いことは避けられなかった。また、その技術の特色ではあるが、セグメントの外面側に多くの骨材が集まり相対的に樹脂分が偏析し、内面側は樹脂リッチになり内外面での強度がアンバランスであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は優れた特性を有するレジンコンクリートセグメントを簡易な装置を用いて、高能率で製造する技術を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その技術手段は、妻面仕切リングを備えた円筒殻からなる型枠の内周面に繊維入りゲルコート層を形成し、該型枠を円筒軸を中心に回転させ、型枠内にレジンコンクリートを供給してレジンコンクリート円筒を製造し、養生後脱型し、脱型したレジンコンクリート円筒を円周方向複数の切断位置で切断し、切断代に相当するパッキングを用いて切断前の円筒状に組立てることができるセグメントを製造することを特徴とするレジンコンクリートセグメントの製造方法である。妻面仕切リングを備えた円筒殻からなる型枠は、ヒューム管を遠心製造する型枠と同様のものであり、妻面仕切リングには、ほぞ及びシール溝があってもよい。また、継手を取り付ける構造を有する。製造されるレジンコンクリート円筒は、円筒殻からなる型枠の内周面に繊維入りゲルコート層を形成し、型枠を円筒軸を中心に回転させ、型枠内にレジンコンクリートを供給して遠心成形するので、外周側の強度が大きく、内周側の特性が優れたレジンコンクリート円筒を製造することが出来る。レジンコンクリートは、厚さの薄いカッターで切断することが出来、複数の任意の形状に切断したセグメントを、切断代に相当するパッキングを用いて、切断前の円筒状に組立てることができるから、組立工程が簡単であり、正確な組立が可能である。
【０００５】
上記方法において、前記切断位置に予めシール材溝形成用中子を型枠に取付けてコンクリートを打設し、コンクリートから該中子を抜き取った後、該シール材溝部を縦断して切断すれば切断面のシール溝を完全に形成できることができ、好適である。このとき用いる中子としては、例えばゴム等の伸縮性を有する材料からなる中実棒又は中空管等を用い、レジンコンクリート硬化後これを牽引して縮径させて引き抜くことによって、簡単に形成することが出来る。この形成されたシール材溝部を縦断して切断しセグメントとするので、切断面に互いに対向するシール溝が形成され、この溝にシール材を充填することによって、セグメントの円周分割面のシールを完全にすることができる。
【０００６】
また、前記脱型したレジンコンクリート円筒の妻面に機械加工を施した後、切断することとすれば、妻面に正確なほぞを形成することが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明では、中型を使用することなく、母型内にセグメントの妻面を形成する仕切リングを設けて、同時に複数の短円筒を製作することができ、これらの短円筒をその後切断機で縦切断しセグメントに成型するので、装置が簡単で製造が容易である。レジンコンクリートセグメントは径１８００〜３０００ｍｍまでが主流であるので従来から使用されているヒューム管製造設備を使用することができる。また、妻面形状や妻面シール溝等は円筒の状態で機械加工により削り出し成型するので、容易に精密正確に形成することが可能である。
【０００８】
セグメントの内外面における強度アンバランスは、カーボン繊維、ガラス繊維等の腐食しない繊維を外面側にゲルコートと同時に施工することによって解消することができ、セグメントの外面側の欠陥が解消される。
【０００９】
セグメント間の円周継ぎ手は、本出願人が開発して特願２０００−６０５２３号出願で提案している継ぎ手をリング側に利用して使えばよい。
【００１０】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施に用いる母型（遠心成形用円筒型枠）１の説明図である。この母型１は円筒を縦に二つ割りした構造となっており、円筒殻２と妻面仕切リング３を備えている。直径１８００〜３０００ｍｍ程度のレジンコンクリートセグメントの製造には従来から使用されているヒューム管製造設備を使用することができ、セグメント幅（トンネル軸方向寸法）は、９００〜１２００ｍｍが主であり、ヒューム管製造用型枠は、通常、長さが２４３０ｍｍであるから１回の製造でセグメント２リング分製造出来る。従って、設備費が安価で、高い生産性が得られる。図２〜図６は本発明方法の工程を示す説明図である。図２は、図１のＡ−Ａ矢視で円筒殻２かならる型枠１の内周面４に繊維入りゲルコート層５を形成した状態を示す、型枠１の横断面図である。次いで、図３に示すように、型枠１内にレジンコンクリート７を供給管６で供給し、図４に示すように型枠１を円筒軸を中心に回転させ、繊維入りゲルコートの内面にレジンコンクリート層を形成し、レジンコンクリート円筒を製造する工程である。養生後脱型したレジンコンクリート円筒２０を図５に示した。図５には円筒継手１１、リング継手１２を併せて示した。このレジンコンクリート円筒２０を円周方向複数の切断位置で切断してセグメント２１を製造する。このセグメント２１の断面を図７に模式的に示したが、外面側は繊維入りゲルコートが密着したレジンコンクリート２２となっており、内面側はレジンコンクリート２３となっている。強度が大きく、腐食性、水密性に富む優れた特性を有する。
【００１１】
レジンコンクリートとしては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、アクリル樹脂等の樹脂を５〜２５質量％（好適には１０〜２０質量％）、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、珪砂粉等の充填材を４０質量％以下（好適には１０〜２０質量％）に、骨材を配合した材料を用いると良い。低収縮材、効果促進剤等を加えても良い。このようなレジンコンクリートは遠心成形した後、短時間で脱型することができ、格別の養生期間を要しない。従って、優れた性能を有するセグメントを高能率で生産することができる。
【００１２】
図８は、型枠１に中子２４を取り付けた状態を示す型枠１の部分図である。製造されたレジンセグメント円筒を切断してセグメントとするとき、切断位置に予めシール材溝形成用中子を型枠に取付けてレジンコンクリートを打設し、レジンコンクリートから中子を抜き取った後、シール材溝部を縦断して切断することによって切断面にシール溝構造を付与することができる。この切断予定位置に中子を取り付けておく。中子２４は、例えばゴム管等であり、ボルト２５により仕切リング３相互間に取り付ける。中子は外面に離型剤を施して置くとよく、レジンコンクリート硬化後容易に引き抜くことができるように、可撓性を有する材料とすると好適である。
【００１３】
図９はレジンコンクリート円筒の中子の取付け位置と形状の例を示したものである。中子の断面形状すなわちシール溝を形成する孔２６の断面形状は、円、楕円、台形、多角形等とすればよく、その配置は、切断線２７の位置とする。切断線２７が孔２６を確実に縦断して形成されるためには、切断線のふれの方向の寸法が大きい楕円形の方が外れが少ないので好ましい。図１０は、図９のレジンコンクリート円筒の展開図である。セグメントの形状として、矩形３１、梯形３２、台形３３になるように切断線２７を形成しておくとセグメントの組立が容易となる。従って、中子の取付けもこのように配置すると良い。
【００１４】
図１１、図１２はセグメント２１の円周継手面のシール構造の例を示すものである。上述のように中子を用いてセグメントの端面に形成したシール溝３４に、水膨張性のシール材３５を嵌めてシールする。また端面３６にはパッキング３７を施してシールする。図１２は、接着剤３９を施してシール材３８を溝３４内に固定した例を示している。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、優れた性能を有するレジンコンクリートセグメントを高能率で生産することができる。レジンコンクリートは硬化収縮が大きいことが欠点であったが、本発明では、硬化後にセグメントの切断、切削加工をするので、硬化収縮の影響を受けずリング組立精度が向上する。また本発明によって製造されたセグメントは外面側は繊維入りゲルコートで補強されているので、遠心力成型による内外面の強度アンバランスを解消したレジンコンクリート本来の高い曲げ強度を活かせる合理的構造体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に用いる母型（遠心成形用円筒型枠）の説明図である。
【図２】型枠の内周面に繊維入りゲルコート層を形成した型枠の横断面図である。
【図３】レジンコンクリート供給工程の説明図である。
【図４】レジンコンクリート円筒を製造する工程である。
【図５】本発明方法の工程を示す説明図である。
【図６】本発明方法の工程を示す説明図である。
【図７】セグメントの断面図である。
【図８】型枠の部分図である。
【図９】中子の取付け位置と形状の例を示す説明図である。
【図１０】図９のレジンコンクリート円筒の展開図である。
【図１１】セグメントの円周継手面のシール構造を示す説明図である。
【図１２】セグメントの円周継手面のシール構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 型枠
２ 円筒殻
３ 妻面仕切リング３
４ 内周面
５ 繊維入りゲルコート層
６ 供給管
７ レジンコンクリート
１１ 円筒継手
１２ リング継手
２０ レジンコンクリート円筒
２１ セグメント
２２ 繊維入りゲルコートが密着したレジンコンクリート
２３ レジンコンクリート
２４ 中子
２５ ボルト
２６ 孔
２７ 切断線
３１ 矩形
３２ 梯形
３３ 台形
３４ シール溝
３５ シール材
３６ 切断面
３７ パッキング
３８ シール材
３９ 接着剤
Claims (3)
- 妻面仕切リングを備えた円筒殻からなる型枠の内周面に繊維入りゲルコート層を形成し、該型枠を円筒軸を中心に回転させ、型枠内にレジンコンクリートを供給してレジンコンクリート円筒を製造し、養生後脱型し、脱型したレジンコンクリート円筒を円周方向複数の切断位置で切断し、切断代に相当するパッキングを用いて切断前の円筒状に組立てることができるセグメントを製造することを特徴とするレジンコンクリートセグメントの製造方法。
- 前記切断位置に予めシール材溝形成用中子を型枠に取付けてコンクリートを打設し、コンクリートから該中子を抜き取った後、該シール材溝部を縦断して切断することを特徴とする請求項１記載のレジンコンクリートセグメントの製造方法。
- 前記脱型したレジンコンクリート円筒の妻面に機械加工によりほぞ及びシール溝を設けた後、切断することを特徴とする請求項１又は２記載のレジンコンクリートセグメントの製造方法。
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| CN106313276A (zh) * | 2015-06-26 | 2017-01-11 | 汉能新材料科技有限公司 | 一种凝胶注模成型制备大尺寸管状生坯用的模具 |
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2001
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