JP4476304B2 - 管廻り用止水材 - Google Patents

Description

本発明は、構造物の外壁等を貫通する管等の管の外周に装着される止水材に関し、より詳しくは、施工不備による不良を軽減し、施工手間を大幅に削減できる管廻り用止水材に関するものである。

従来、建築・土木分野における止水材は、コンクリート打継部、コンクリートと他部材との接触面、コンクリート２次製品同士の接合面など漏水部位となる箇所へ用いられてきた。その材料として（１）ゴムを板状に加工し、打継部へ埋没させゴム板により漏水経路を封鎖する止水板や打継部に埋没させたゴムがコンクリート硬化反応と共にイオン反応を起こし、ゴムとコンクリートが化学結合することで漏水経路を封鎖するゴム系止水材、（２）樹脂やゴムに水膨潤性高分子を混合し、水膨潤性機能を有し、その膨潤機能による膨張圧による接面応力を利用した止水効果を発揮する有機材料系水膨潤性止水材、および（３）ベントナイトやスメクタイトの水膨潤性粘土を粉末または粒状物を段ボールや不織布等に充填もしくは挟持させた止水パネルや止水ロープや水膨潤性粘土とゲル化基油もしくはアスファルト等を用いた粘着性組成物と混練・成形した無機系水膨潤性止水材、が知られている。

これらの止水材のうち、（１）については、止水材自体は不透水性を示すがコンクリート硬化の際にコンクリートが収縮することによって生じる空隙を充填することが出来ず、単にコンクリート打継部の漏水経路を長期化、複雑化したに過ぎないため、満足のいく止水効果を期待することは出来なかった。また、化学反応でコンクリートと結合することで、収縮時に生じる空隙からの漏水を効果を期待することは出来る。しかし、収縮や外力によりコンクリートが変形、移動した際にコンクリートとゴムが剥離し、漏水してしまう問題があった。
（２）の止水材では水を吸収し膨張することでコンクリート収縮による空隙を充填する効果は期待出来るが、その膨張圧が高いため、コンクリートの亀裂・剥離や管等の破損を起こす問題があった。
（３）の止水材では、過剰な膨潤圧が発生しないため、コンクリートへの亀裂や管の破損という問題は解決出来た。しかし、止水パネルや止水ロープと呼ばれる止水材はベントナイトの欠落、偏在が起こり長期にわたり、安定的に止水効果を発揮することが出来なかった。また、膨潤速度が早く、コンクリート打設前に降雨や地下水等の浸水が起こると完全に膨潤してしまい、止水効果が大きく低下する問題があった。
また、（１）、（２）は有機材料であるため、その置かれる環境により劣化し、また土中のバクテリアにより分解される等、経時的に止水性能が低下し、長期にわたり初期の止水効果を保持することは材質的に問題があった。

一方、従来、構造物の外壁等を貫通する管等の管の外周に装着される管廻り用止水材の施工方法としては、（４）管の廻りに金属或いは樹脂製の鍔を溶接し取り付ける方法、（５）管の廻りに自己粘着力や接着剤、両面テープ等を利用して塑性を有する止水材を貼り付ける方法、（６）管の廻りにゴムなどよりなる環状定形弾性材を装着し、ゴム材の弾性力により管を締め付け、取り付ける方法等が知られている。これらのうち（４）の方法は、鍔の管への装着を溶接によることで、外力に対する抗力は非常に高いものが得られた。しかし、作業に非常な手間と熟練度を要した。しかも、鍔は単に管とコンクリートの境界面の水みちを長距離化、複雑化したにすぎず、その止水効果は決して満足の行くものではなかった。（５）の方法は、水膨潤性機能を有したものを用いることが多く、（４）の方法と比較し、高い止水性能が期待出来る。しかし、接着力や粘着力の不足、または止水材の事前膨潤や収縮変形、コンクリート打設による外力により止水材が剥れたり、脱落する問題があった。

一方、（６）の方法は、ゴム製の止水材の剥れや脱落といった問題は解消されているが、スリーブ管を締め付け固定する方法であるため、弾性が強く施工の際はその締め付け力が反発力となり非常に強い力を必要とする。また、その締め付け力のため、施工箇所の移動にも強い力を必要とする問題があった。

現在、管廻り用止水材として用いられる多くの製品は、断面形状が矩形であり、一部凹凸を設けた製品もあるが、それら形状は止水効果を考慮したものであり、施工性やコンクリート打設等による外力に対する効果を考慮したものではない。そのため、プライマーや自己粘着等で施工するものは、接着不良等が発生した場合に外力により管廻り用止水材が剥がれたり、ずれたりする問題があった。また、環状で管に止水材の締め付ける力で固定するものは、外力に対抗するため締め付け力がかなり強く、施工に非常に強い力を必要とし、施工性が悪いという問題があった。
特開平１０−２９９１１２号公報

本発明は、以上のような従来の方法に鑑みてなされたものであり、建築、構造物の寿命に合わせた耐久性を有し、高い遮水性を奏して、外力による管からの剥れやズレ・脱落を防止し、さらに、管への脱着、管の施工箇所への移動などの作業性に優れた管廻り用止水材を提供することを目的とするものである。

すなわち本発明は、
（１）管にはめ込みその外周面を表裏を順に変えるように回転させて移動可能な無端環状形状の管廻り用止水材であって、該管廻り用止水材の全体が、水膨潤性粘土鉱物５〜８０質量部に対して、アスファルト５〜３０質量部、弾性付与剤５〜２５質量部、および可塑剤１０〜３５質量部を含有する水膨潤性の伸縮性組成物で構成され、施工する管に対して垂直な切断面が、管に接する側を底辺とする略半円の形状または略半楕円の形状であり、あるいは、管に接する側を底辺とする多角形であり、施工する管と前記多角形の上部形状の接線とのなす角が鈍角となる形状であり、前記底辺をなす面の平面部接地面積がこれと反対側の曲面部接地面積もしくは上部接地面積より大きいことを特徴とする管廻り用止水材。
（２）前記管廻り用止水材が断面略半円の形状または略半楕円の形状であり、その円周方向端部を面取りしたことを特徴とする（２）記載の管廻り用止水材、
（３）前記面取りの高さが、前記止水材の高さの５０％以下であることを特徴とする（２）記載の管廻り用止水材、
（４）（１）〜（３）のいずれか１項に記載の管廻り用止水材を管にはめ込み、管の外周面に対して該管廻り用止水材を回転して施工予定箇所まで移動し、装着することを特徴とする管廻り用止水材の施工方法
を提供するものである。

本発明の管廻り用止水材は、基本的には無機物を主体として構成できるので、経時劣化が起こりにくい。したがって、経時的に止水性能が低下することがなく、建築、構造物に用いたときに長期にわたり所望の止水効果を維持することができる。また、本発明の管廻り用止水材は、施工性がよく、容易に施工箇所への移動ができ、さらに、コンクリート打設等による外力に対し、より抗力を持った管廻り用止水材を得ることが出来る。その結果、接着不良や接着力不足などの施工不良を防ぎ、脱落・剥離のない管廻り用止水材を得ることが出来る。また、施工箇所への移動も、例えば、管上部に、止水材の伸縮性を利用して、止水材をはめ込み、表裏を順に変えるように回転させて、移動させることで容易になり、施工性を大幅に改善することが出来る。

本発明の管廻り用止水材は全体が水膨潤性の伸縮性組成物からなり、無端環状形状であるものである。本発明に用いられる伸縮性組成物においては、ゴムのようなそれ自体が弾性を有する有機材料を用いる必要が無い。該組成物は水膨潤性粘土を含有する組成物である。本発明に好適に用いることができる伸縮性組成物は、ＪＩＳ Ｋ ６３０１に基づく引張強さが好ましくは０．１ＭＰａ以上、さらに好ましくは０．１５ＭＰａ以上であり、伸びが好ましくは２００％以上、さらに好ましくは３００％以上の高伸縮性の組成物である。また、伸縮性組成物の、同じくＪＩＳ Ｋ ６３０１に基づく、圧縮永久ひずみは、好ましくは６５％以下、さらに好ましくは５０％以下、反ぱつ弾性は、好ましくは１０％以上、さらに好ましくは２０％以上である。

本発明に好適に用いられる水膨潤性組成物としては、水膨潤性粘土鉱物５〜８０質量部、アスファルト５〜３０質量部（好ましくは５〜２０質量部）、弾性付与剤５〜２５質量部、および可塑剤１０〜３５質量部からなる水膨潤性組成物を挙げることができる。

上記の水膨潤性組成物に用いられる水膨潤性粘土鉱物としては、未変性のものでも変性したものでもよいが、ベントナイト、ヘクトライト等スメクタイト系粘土鉱物、および膨潤性雲母から選ばれた少なくとも１種が好ましい。このうち、ベントナイトは天然に産出する無機系の粘土鉱物であるため安全性に優れ、かつ土中の微生物に分解されることがなく長期的に安定で、高い止水効果を保持でき、また、安価に入手可能であるため、特に好ましい粘土鉱物である。

上記の水膨潤性組成物に用いられるアスファルトとしては、レーキアスファルト、アスファルタイト、ロックアスファルト等の天然アスファルト、ストレートアスファルト、ブローンアスファルト等の石油アスファルトのいずれでもよく、また、アスファルトコンパウンドやゴム化アスファルト等の改質アスファルトを用いることもできる。

上記の水膨潤性組成物に用いられる弾性付与剤は一般的にアスファルト改質材として用いられるものが好ましく、それに限定されるものではないが、熱可塑性エラストマーである、スチレン・ブタジエンブロック（ＳＢＳ）共重合体、スチレン・イソプレンブロック共重合体、スチレン・エチレン・ブタジエンブロック共重合体等が挙げられる。また、上記の水膨潤性組成物に用いられる可塑剤は一般的にプロセスオイルと呼ばれるもので、石油から精製し得られるオイルが好ましい。

また、上記の水膨潤性組成物は上記成分の他に、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じ従来止水材に用いられている種々の添加剤を任意成分として配合することが出来る。この添加剤としては、例えば軟化剤（例えば合成油、脂肪性油等の油）、安定剤（例えばアニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤等）、消泡剤、凍結防止剤、酸化防止剤、充填剤、着色剤などを挙げることが出来る。

上記の水膨潤性組成物を製造するにあたり、各成分を添加、混合する順序、方法について特に制限はない。上記の水膨潤性組成物は、水膨潤性粘土鉱物、アスファルト、弾性付与剤、可塑剤を充分混合することにより均一な混合物として得ることができる。この際加熱を行えば容易に混合することが出来る。通常７０℃〜２５０℃、好ましくは１００〜２００℃で加熱しながら均一になるまで充分に混合を行う。この際高温で長時間加熱を行うと、品質低下が生じる場合があるため、上記の温度範囲で加熱することが好ましい。

本発明の管廻り用止水材は、高伸縮性材料を用いてなる無端環状の形状を有し、管廻り用止水材の施工する管に対して垂直な切断面が、管に接する側を底辺とする略半円、または略半楕円の形状、あるいは管に接する側を底辺とする多角形にし、その接戦と管のなす角を鈍角となる形状を有することが好ましい。また、上部形状が曲面を有するものは、円周方向端部を面取りすることで管の施工箇所まで管廻り用止水材の外周面を回転させ、容易に移動することができる。

図１は、本発明の一実施態様の無端環状の止水材１を示す平面図である。図２は、図１の止水材１の正面図である。図３は、図２に示す破断線（一点鎖線）で切断し展開した状態の止水材１を概略的に示す斜視図である。
本実施態様の止水材１は、図３に示すように管廻り用止水材１の上部形状を曲面にし、平面部２が施工時に管の外周に接するように装着する。本発明の止水材が用いられる管は、特に限定されるものではない。以下、施工される管としてスリーブ管を用いた場合を例に、本実施態様の管廻り用止水材１について、さらに詳細に説明する。これは、スリーブ管との接する面を十分にとることでスリーブ管側の止水効果を十分なものにするためである。そして、平面部２の面積を広くし、曲面部３がスリーブ管に触れたときの面積より大きくすることで、平面部２がスリーブ管に触れている状態がより安定な状態となる。そのことにより、管廻り用止水材を回転して移動させた際に曲面部３が接した状態は不安定となり、平面部２が接した状態になりやすい。そのため、管廻り用止水材を回転して移動した際にねじれず、施工箇所まで移動することが出来る。

図４は、平面部２とスリーブ管５が接している平面部接地面積６を説明する拡大断面図であり、図５は、曲面部３とスリーブ管５が接している曲面部接地面積７を説明する拡大断面図である。平面部接地面積（６）：曲面部接地面積（７）の面積比は１：１より平面部接地面積６が大きくなることが好ましく、平面部接地面積（６）：曲面部接地面積（７）が３：１以上となることがより好ましい。

また、本発明の止水材は、図３に示すように、円周方向端部を面取りして面取り部４を形成することで回転での移動をより容易に行うことが出来る。また従来の管周り用止水材はスリーブ管の管径以上に広げ施工するため、強い締め付け力を有した管廻り止水材を管径以上に広げることは非常に大きな力を必要とした。しかし、管廻り用止水材の円周方向端部を面取りすることで、回転させ移動することが出来、管周り用止水材を広げるという強い力を必要としない。また、上部形状により、外力に対する抗力が増加しているため、締め付ける力をさらに弱くすることが出来、これまでより弱い力で施工することが可能となり、女性でも施工可能となる。管廻り用止水材の円周方向端部の面取りによる面の高さは管廻り用止水材の高さの５０％以下にする必要がある。それ以上にすると、水平方向の力を垂直方向にする効果が弱くなってしまうためである。また、従来の施工方法では、スリーブ管の管径より過剰に広げ施工していたため、管廻り用止水材は瞬間的な伸縮性が必要であり、万一空隙が生じた状態が続くと外力により容易に移動してしまう問題があった。しかし、回転させ移動する方法ではスリーブ管の管径より過度に伸ばされることがないため、施工箇所へ移動した際にスリーブ管と管廻り用止水材の間に空隙が生じることがなく、施工直後より外力に強い。

曲面部３は打設させるコンクリートと接し、曲面に沿ってコンクリートが固化するため、十分な止水効果が得られる。また、曲面部に突起等を設け複雑化することも出来る。しかし、コンクリートがうまく追従出来ない場合はそこが漏水経路となり、漏水の可能性を高くする危険性があるため、コンクリートが追従出来ないような形状は避けた方がよい。

上部形状は特に曲面に限定されるものではなく、断面が多角形の形状のものであってもよい。図６は、断面が台形を示す形状の管廻り用止水材８を示す斜視図である。図６に示される止水材８は、環状のものを切断面９で切断し、展開した状態を示す。また、切断面９の箇所で接するスリーブ管を想像線（二点鎖線）により示す。本実施態様のような、断面が、管と接する線を底辺とする多角形である場合、管廻り用止水材の上部形状の接線とスリーブ管がなす角１０が鈍角になり、平面部接地面積：上部接地面積が１：１より平面部接地面積が大きくなる形状であればよい。それにより管廻り用止水材側面へコンクリートを流し込んだ際にかかる圧力を軽減出来、施工箇所へ回転させながら移動することが容易に出来る。多角形の形状としては、例えば、三角形、台形、六角形などが挙げられる。

以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではなく、上述した説明と下記の開示から容易に想到する様々な態様は、本発明の特許請求の範囲に包含されるべきものである。

実施例１
ベントナイト（クニミネ工業株式会社製；商品名クニゲルＶＡ）５５重量部、針入度６０／８０ストレートアスファルト５重量部、ＳＢＳ共重合体１０重量部、プロセスオイル３０重量部を加熱ジャケット付きニーダーを用いて１７０℃に加熱しながら十分に混合し、水膨潤性組成物を調製した。得られた水膨潤性組成物を断面形状が正三角形となる型枠に加熱溶融状態で所定量流し込み、成形した。得られた試料の端部同士を接着し、環状にしたものを試料１とし、また型枠から取り出したままの状態の短冊状のものを参考例として試料２とした。

実施例２
実施例１で用いられたものと同様な水膨潤性組成物を断面形状が半円形となる型枠に加熱溶融状態で所定量流し込み、成形した。得られた試料の端部同士を接着し、環状にしたものを試料３とし、また型枠から取り出したままの状態の短冊状のものを参考例として試料４とした。

実施例３
実施例１で用いられたものと同様な水膨潤性組成物を断面形状が台形となる型枠に加熱溶融状態で所定量流し込み、成形した。得られた試料の端部同士を接着し、環状にしたものを試料５とし、また型枠から取り出したままの状態の短冊状のものを参考例として試料６とした。

比較例
実施例１で用いられたものと同様な水膨潤性組成物を断面形状が長方形となる型枠に加熱溶融状態で所定量流し込み、成形した。得られた試料の端部同士を接着し、環状にしたものを試料７とし、また型枠から取り出したままの状態の短冊状のものを参考例として試料８とした。
得られた試料において、下記方法にて外力による対抗性の確認を行った。断面サイズはスリーブ管と接する底面を幅１４ｍｍ、底面から上端部までの高さを１０ｍｍに固定し行った。また、環状に成形したものは内径、型枠から取り出したものは長さを統一した。

試験例
〈外力対抗性確認試験〉
外力対抗性確認試験に用いる供試体を図７を用いて説明すると、内部スリーブ管１１に管廻り用止水材１２を施工する。短冊状止水材はプライマーを用いて施工し、内部スリーブ管１１を立てたまま、２４時間整置する。環状管廻り用止水材は回転により施工箇所まで移動し、管廻り用止水材の弾性により固定した。そして、止水材を施工した内部スリーブ管１１と間隔１４が約５０ｍｍとなる外部スリーブ管１３を設置し、その間隔１４にコンクリートに見立てた珪砂を流し、その流れにより施工した管廻り用止水材が施工箇所より剥離・移動・捩れが起こるか確認する。流した珪砂はスリーブ管を金属格子１５の上に設置し、空間を通り抜けるようにした。また、珪砂は１００ｇ／秒、５００ｇ／秒で流し、３０秒間流した。その結果を表１に示す。

表１に示した結果より明らかなように、本発明に係る試料はいずれも１００ｇ／秒では剥離・移動・捩れといった現象は確認されなかった。また、５００ｇ／秒と外力が大きくなっても、試料１、３、５では外力を軽減させるため、剥離・移動・捩れといった現象は見られなかった。しかし、試料７では、外力を軽減させられないため、移動・捩れといった現象が確認出来た。また、試料８では５００ｇ／秒では剥離し、脱落する結果となった。また、表１には示していないが試料２、４、６において接着を不十分にした場合には、１００ｇ／秒では剥離・移動・捩れといった現象は確認されなかったが、５００ｇ／秒では剥離し、脱落する結果となった。

本発明の一実施態様の管廻り用止水材の平面図である。 本発明の一実施態様の管廻り用止水材の正面図である。 本発明の一実施態様の管廻り用止水材を切断・展開した斜視図である。 図１に示す形状の管廻り止水材の平面部接地面積を説明する断面図である。 図１に示す形状の管廻り止水材の曲面部接地面積を説明する断面図である。 本発明の一実施態様の管廻り用止水材を切断・展開した斜視図である。 外力対抗性確認試験を行うための装置の模式図である。

符号の説明

１ 管廻り止水材
２ 管廻り用止水材平面部
３ 管廻り用止水材曲面部
４ 管廻り用止水材面取り部
５ スリーブ管
６ 平面部接地面積
７ 曲面部接地面積
８ 管廻り用止水材
９ 切断面
１０ 管廻り用止水材の上部接線とスリーブ管とのなす角
１１ 内部スリーブ管
１２ 管廻り用止水材
１３ 外部スリーブ管
１４ 内部スリーブ管と外部スリーブ管の間隔
１５ 金属格子

Claims (4)

1. 管にはめ込みその外周面を表裏を順に変えるように回転させて移動可能な無端環状形状の管廻り用止水材であって、
   該管廻り用止水材の全体が、水膨潤性粘土鉱物５〜８０質量部に対して、アスファルト５〜３０質量部、弾性付与剤５〜２５質量部、および可塑剤１０〜３５質量部を含有する水膨潤性の伸縮性組成物で構成され、
   施工する管に対して垂直な切断面が、管に接する側を底辺とする略半円の形状または略半楕円の形状であり、あるいは、管に接する側を底辺とする多角形であり、施工する管と前記多角形の上部形状の接線とのなす角が鈍角となる形状であり、
   前記底辺をなす面の平面部接地面積がこれと反対側の曲面部接地面積もしくは上部接地面積より大きいことを特徴とする管廻り用止水材。
2. 前記管廻り用止水材が断面略半円の形状または略半楕円の形状であり、その円周方向端部を面取りしたことを特徴とする請求項１記載の管廻り用止水材。
3. 前記面取りの高さが、前記止水材の高さの５０％以下であることを特徴とする請求項２記載の管廻り用止水材。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の管廻り用止水材を管にはめ込み、管の外周面に対して該管廻り用止水材を回転して施工予定箇所まで移動し、装着することを特徴とする管廻り用止水材の施工方法。
   

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