JP4551149B2

JP4551149B2 - 地中構造物外壁用止水材

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Publication number: JP4551149B2
Application number: JP2004217061A
Authority: JP
Inventors: 武司中村; 利明唐津
Original assignee: Kunimine Industries Co Ltd
Current assignee: Kunimine Industries Co Ltd
Priority date: 2004-07-26
Filing date: 2004-07-26
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2024-07-26
Also published as: JP2006037440A

Description

本発明は、地中構造物の地下接合面に外部から地下水等の水分が構造物内部へ浸入することを防止する効果をもたらす止水材に関するものであり、さらに詳しくは、地中構造物を構築しようとする際に、予め、地下外周部のコンクリート打継部や接合部等地下水の浸入が予測されるような箇所に設置される、高い防水効果と作業効率の良さを兼ね備える、特に先やり工法に有用な地中構造物外壁用の止水材に関するものである。

従来、地下埋設部を少なくとも一部に有する構造物、すなわち地中構造物を構築する場合には、地中から浸入してくる地下水等を排水処理する設備を設けるか、または水分が浸入することを防止するための防水処置を施すことが一般的に行われている。排水処理を行う場合、浸入水が人目に付かないように壁を二重にする等の方法が採られ、浸入してきた水は集水ピットに集水され、集水ピットに溜まった水は、適時揚水ポンプなどで排出除去されるが、二重壁の設置スペース分地下室空間が狭められることと、揚水、排水にランニングコストが掛かることの問題などから採用が減っている。

一方、防水処置を施す場合は、構造物地下外壁を構築した後に地下外壁外面に防水処置を施す「後やり工法」と、構造物地下外壁を構築する以前に山留め壁またはコンクリート型枠に防水層を設置せしめ、次いで地下外壁を防水層と密着するように構築する「先やり工法」とに区分することができる。後やり工法の場合、地下外壁の外側に防水施工を行う作業スペースが必要となるため、殆どの場合先やり工法が行われている。

この様な構造物地下外壁の先やり防水工法としては、（1）ブチルゴム系止水材やアスファルト系止水材を地中に埋設する土留壁等に貼り付けておく方法、（2）エポキシ樹脂のような２成分系の防水材を下地不織布等に塗膜しておく方法、（3）ベントナイトをマットやパネルの内部に充填したベントナイト系止水材を土留壁等に貼り付けておく方法等が用いられている。これらのうち、（1）の方法は、止水材を接合する作業が重要で、信頼性のある防水効果を得るためには確実な施工管理が必要であり、防水層に欠損部が生じた場合には防水効果が得られないといった欠点を有している。（2）の方法は、継目の無い防水層を形成し、複雑な下地形状に対しても追従できる等の利点を有するが、下地不織布等の設置に手間が掛かり、２成分の計量誤差や混合不十分などが防水性能にバラツキを生じさせ、また、（1）の方法と同様に、防水層に欠損部が生じた場合には防水効果が得られないといった欠点を有している。

一方、（3）の方法は、ベントナイトが周囲の水分を吸収し、膨潤することにより防水層を形成し、遮水を行うというものであり、防水層に欠損部が生じた場合においてもベントナイトが膨潤し、欠損部を塞ぐ自己修復効果が期待できることから、近年よく用いられるようになった。しかし、既存のベントナイト系止水材は、粉状や粒状のベントナイトを織布や不織布またはクラフトパネルに充填したものであるため、ベントナイトの偏在や欠落が生じたり、一定期間を経過すると織布や不織布が水みちとなる等防水信頼性に問題があった。また粉や粒状のベントナイトは、吸水し膨潤する速度が速いため、構造物の地下外壁を構築する前に該ベントナイト防水材が雨や地下水に接触すると即座に膨潤して自己修復機能が低下するため、敷設下地面の前処理止水や養生処理を施す必要があり、長い施工工期が必要であったり、また作業が煩雑であった。

前記既存のベントナイト止水材の欠点、即ち施工途中や養生中の水との接触による止水性、自己修復性の低下という問題を解決する手段として、ベントナイトをアスファルトやブチルゴム、ポリプロペン、ポリブテン等の粘着性を有する有機粘着剤と混合し、粘着性を有する水膨潤剤とすることが特許文献１または特許文献２に開示されている。これらの粘着性を有する水膨潤剤は、そのものだけを成形して止水材とした場合は、充分な強度を有しないため、コンクリートに埋設される必要があったり、ポリエチレンのような不透水性シートの片面に塗布されて積層止水材とした場合、後やり工法に限定して使用されるなど用途が限られていた。また、水膨潤剤層が不透水性シートの片面に塗布された状態の止水材では、防水材同士を重ね合わせて接合しようとした場合、当該シートが遮断層となってしまうので、水膨潤剤の層を連続した一体化と成すことができず、止水上の弱点となった。
特開平１０−３３８８１２号特開平６−３４００１７号

本発明は、以上のような従来の技術に鑑みてなされたものであり、先やり工法の施工にも耐え得るような充分な強度を有し、作業性に優れ、事前吸水による止水性の低下がなく接合部においても水膨潤剤層を一体化することが可能なことから止水効果の信頼性が高く、さらに自己修復性を有する地中構造物外壁用止水材を提供することを目的とするものである。

上記の技術課題は下記手段によって達成された。
（１）積層構造を有する地中構造物用止水材であって、内層として遮水シートを配置して、前記遮水シートの両面側に粘着性かつ吸水膨潤性を有する水膨潤剤層を設け、更に、該水膨潤剤層を水や異物から保護するアルカリ分解性樹脂膜である保護層を前記一方の水膨潤剤層の外面側に設け、前記他方の水膨潤剤層の外面側に剥離層を設けたことを特徴とする地中構造物用止水材、
（２）前記水膨潤剤層が水膨潤性を有する鉱物および粘着性を有する有機粘着剤を含有する組成物よりなることを特徴とする（１）記載の地中構造物用止水材、
（３）前記水膨潤性を有する鉱物がベントナイト、スメクタイト、および膨潤性雲母から選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする（２）記載の地中構造物用止水材、
（４）前記有機粘着剤がアスファルト、ゲル化油、液状樹脂、およびゴム状物質から選ばれる１種または２種以上の混合物であることを特徴とする（２）又は（３）記載の地中構造物用止水材、
（５）前記遮水シートがポリエステル系樹脂シート、ポリビニル系樹脂シート、ポリエチレン系樹脂シート、およびアスファルト含浸不織布から選ばれる少なくとも１つである（１）〜（４）のいずれか１項に記載の地中構造物用止水材、
（６）前記遮水シートの５０％伸張時のモジュラスが１ＭＰａ以上である（１）〜（５）のいずれか１項に記載の地中構造物用止水材。

本発明の止水材は、先やり工法に有効なため施工が簡単で、耐水圧性に優れ、自己修復性を有する防水層を容易に得ることを可能とする。また、当該止水材は、その積層構造の内層に、例えば、ポリエステル系樹脂にて代表される遮水シートが介在することにより、止水材を仮止めする土留壁の凹凸、が激しい状況においても、壁面への追随密着性がよく、かつ、設置した止水材の必要以上の変形や破損を防止することができ、これは水膨潤剤層の膨潤変形限度を適正に抑制することにより、長期にわたり当該水膨潤剤層と地中構造物の外壁躯体との密着性を維持し、信頼性の高い止水効果をもたらす。さらにまた、止水材同士の接合部においても、その積層構造の中心に位置するポリエステル系樹脂にて代表される遮水シートの両面に前記水膨潤剤層が存在することにより、当該膨潤剤の粘着性により膨潤剤層の連続した一体化を可能とし、止水材同士の接合部を、止水上の弱点としない。

以下に本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の止水材の好ましい実施態様を、図１を例に説明する。本発明の止水材は、図１に示すように、遮水シート層１２を内層に配設し、その両側に水膨潤剤層１１Ａおよび１１Ｂが設けられており、水膨潤剤層１１Ａ、１１Ｂの外面に、それぞれ、保護層１３、および剥離層１４が設けられた積層構造である。遮水シート１２は、本発明の止水材を施工する際に必要な強度を止水材全体に与えると共に、水膨潤剤層１１Ａおよび１１Ｂが地下水等と接して吸水し膨潤する際に膨潤による変形を適度に抑制し、止水性能を維持するという重要な目的を有する。
本発明の止水材は、図１の実施態様に限られるものではなく、各層の間に他の層を挿入してもよく、また保護層１３もしくは剥離層１４の外側に他の層を追加して貼り付けてもよい。

以下に本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の止水材の好ましい実施態様を、図１を例に説明する。本発明の止水材は、図１に示すように、遮水シート層１２を内層に配設し、その両側に水膨潤剤層１１Ａおよび１１Ｂが設けられていることが好ましく、水膨潤剤層１１Ａ、１１Ｂの外面に、それぞれ、保護層１３、および剥離層１４が設けられた積層構造がより好ましい。遮水シート１２は、本発明の止水材を施工する際に必要な強度を止水材全体に与えると共に、水膨潤剤層１１Ａおよび１１Ｂが地下水等と接して吸水し膨潤する際に膨潤による変形を適度に抑制し、止水性能を維持するという重要な目的を有する。
本発明の止水材は、図１の実施態様に限られるものではなく、各層の間に他の層を挿入してもよく、また保護層１３もしくは剥離層１４の外側に他の層を追加して貼り付けてもよい。

地中構造物外壁を構築するにあたり、地下掘削後の地盤の崩壊を防止する目的で予め山留壁を構築する。この山留め壁の構築方法としては、親杭横矢板工法、シートパイル工法、柱列工法、地中連続壁工法などが知られており、土質その他施工環境および条件により適宜選択して施工される。このように構築された山留壁は、内部の地盤土砂を掘削し除去することにより、山留め壁内面が露出することとなる。このように露出させた山留め壁面に直接構造物躯体が接するようにコンクリートを打設する場合が多いが、山留壁の表面は掘削に伴い非常に凹凸が激しい状態である。

先やり工法の場合、このように凹凸の激しい状態の山留壁面に止水材を仮止めすることとなるが、この仮止めの方法として釘打により山留壁に固定されることが多く、一連の仮止め工程の施工には止水材本体に止水材の形状を保持可能な強度が要求される。また、止水材を激しい凹凸のある山留壁面に完全に追従させることは不可能であり、よって、躯体側から見た止水材の裏面の一部には、空隙が生じることとなる。この様に止水材の裏面に間隙がある状態でコンクリートが打設されることとなるが、コンクリートの圧力により止水材は山留壁方向に押し付けられ変形することとなり、止水材はこの変形にも耐えうる抗張力を要求される。

供用時において、止水材は山留壁と地中構造物躯体の間に存在するが、前記止水材と山留壁の間には依然として間隙が存在しており、止水材の水膨潤剤は、間隙部分では自由に膨潤変形してしまい、充分な自己修復性を維持できない状態となるが、本発明の止水材はその中心部に抗張力を有する遮水シートが存在するため、この遮水シートと地中構造物躯体表面に挟まれた面の水膨潤剤層は、当該遮水シートにより自由膨潤が拘束され、自己修復性を有する防水層を形成することができる。

（遮水シート）
本発明の止水材に用いられる遮水シートとしては、遮水性を有し打設されるコンクリートの圧力に耐える抗張力を有するシートであれば特に限定されないが、例えば、ポリエステル系樹脂シート（例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）樹脂シート）、ポリビニル系樹脂シート（例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂シート）、ポリエチレン系樹脂シート（例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂シート）、およびアスファルト含浸非透水性不織布等の遮水シートが好ましい。
本発明の止水材において、遮水シートは１層であっても２層以上であってもよい。２層以上の場合は、それぞれ同一のシートであっても異なるシートであってもよい。また、本発明の止水材において、遮水シートの厚さは、追随する山留壁面の形状や打設されるコンクリートの圧力などにより適宜設定することができるが、一般的な条件において、0.01ｍｍ〜5.0ｍｍが好ましく、0.1ｍｍ〜3.0ｍｍのものがより好ましい。遮水シートの物性も上記と同様に使用される条件に応じて適宜設定されるが、50％伸張時のモジュラスが1MPa以上が好ましく、100％伸張時のモジュラスが2MPa以上がより好ましく、100％伸張時のモジュラスが5MPa以上が特に好ましい。

（保護層）
本発明の止水材において水膨潤剤層は、地下外壁の躯体側に位置する面（以下、「Ａ面」ともいう。）、および山留め壁や型枠側に位置する面（以下、「Ｂ面」ともいう。）に区別されるが、Ａ面側には水膨潤剤層を保護する目的で、図１における保護層１３が貼り付けられる。この保護層は、粘着性を有する水膨潤剤層の保管時や輸送時、施工時に異物が水膨潤剤層の表面に付着することを防止すると共に水膨潤剤層の粘着性を抑えることにより、本発明の止水材の取扱性を向上させる。本発明の止水材に用いられる保護層は、アルカリ分解性樹脂膜である。アルカリ分解性フィルムを用いることにより、コンクリートが打設されるまでの間、水膨潤剤層を水や異物から保護し、コンクリートが打設された後は、コンクリートのアルカリ分によって分解されるため、剥がす手間を掛けることなく、供用時において止水材の水膨潤剤層と地中構造物の躯体とが密着することができる。

（剥離層）
本発明の止水材において、前記水膨潤剤層のＢ面には剥離層が貼り付けられる。この剥離層は、前述の保護層と同様に粘着性を有する水膨潤剤層の保管時や輸送時、施工時に異物が水膨潤剤層の表面に付着することを防止すると共に水膨潤剤層の粘着性を抑えることにより、本発明の止水材の取扱性を向上させる。本発明の止水材に用いられる剥離層としては、剥離効果を有するものであればどのようなものでも用いることができ、一般的に剥離フィルム（または離形紙）として市販されているものを用いることができる。本発明の止水材に用いられる剥離層は、止水材の施工時に剥がして使用しても剥がさずに使用してもよいが、少なくとも止水材同士の接合部における重ね合わせの範囲は剥離し、止水材の水膨潤剤層Ｂ面を露出させる必要がある。
剥離層の厚さは、物性と取扱性、及び剥離後の廃棄物の抑制という観点から適宜採用できるが、通常、0.001mm〜1mmが好ましく、0.01mm〜0.1mmがより好ましい。剥離層を水膨潤剤層の上に形成する方法としては、定形品を水膨潤剤層に貼り付ける、または樹脂を溶解しうる有機溶媒に適当な濃度となるよう溶解しておき塗布（コーティング）して形成することができる。

本発明の止水材において、止水材同士の接合部における重ね合わせ面は、前記保護層を介在して、水膨潤剤層のＡ面とＢ面が向かい合うこととなるが、保護層はコンクリート打設後の供用時においては、前述説明の様に分解しているため、水膨潤剤層のＡ面とＢ面は密着することとなり、水膨潤剤層の連続した一体化が可能となり、止水材の接合部が止水上の弱点となることがない。

本発明における止水材は、山留め壁内面に仮止めされた後、コンクリートが打設され地中構造物の躯体壁面と密着することにより自己修復性を有する防水層を形成するが、該止水材を山留め壁内面に仮止めする位置は、少なくとも地中構造物の躯体壁の打継部やジョイント部等の漏水の可能性のある部位を完全に覆うように予め設計され決められることが好ましい。

（水膨潤剤）
本発明の止水材に用いられる粘着性を有する水膨潤剤としては、ベントナイト等の水膨潤性を有する粘土（以下、これを成分（Ａ）ともいう。）と、これにアスファルト、ゲル化油、液状樹脂および未加硫ゴムなどの粘着性を有する有機物から選ばれる少なくとも１つ（以下、これを成分（Ｂ）ともいう。）を混合した組成物が好ましく、均一に混合した組成物がより好ましい。当該水膨潤剤は、その保有する粘着性により止水材同士の接合時において粘着し一体化することができると共に水膨潤性を有する防水層を形成し、形成された防水層は自己修復性の利点を有する。

本発明の止水材に用いられる水膨潤剤には、例えば、特願平７−３４５９０２号、および特願平１０−９９０７８号に開示された組成物なども好ましく用いられる。前述の如く成分（Ａ）としては水膨潤性を有する粘土が好ましく、天然または合成の水膨潤性を有する粘土から選ばれた少なくとも１種の粘土がより好ましい。この様な粘土としては、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、ヘクトライト等のスメクタイト系粘土、および膨潤性雲母から選ばれた少なくとも１種がさらに好ましい。このうち、ベントナイトは、天然に産する粘土であるため安全性に優れ、かつ長期的に安定で、高い止水効果を保持でき、また低価格であるので、特に好ましい粘土である。当該水膨潤剤においては、前記粘土から選ばれた１種の粘土を単独で、または２種以上の粘土を用いる。当該水膨潤剤には、前記水膨潤性を有する粘土を好ましくは、成分（Ｂ）との合計量を１００質量％としたとき、２０〜９５質量％、より好ましくは３０〜９０質量％を用いる。水膨潤性を有する粘土の量が少なすぎると本発明の止水材の膨潤性が悪くなり、充分な自己修復性および止水効果が得られ難く、逆に多すぎると当該水膨潤剤の柔軟性等の物性が損なわれ作業性、粘着性が悪くなり好ましくない。

成分（Ｂ）としては、アスファルト、ゲル化油、液状樹脂および未加硫ゴム状物質などの粘着性を有する有機粘着剤から選ばれた少なくとも1つが好ましい。アスファルトとしては、例えば、ストレートアスファルト、ブローンアスファルト、改質アスファルト等が挙げられる。ゲル化油としては、鉱油、天然もしくは合成の芳香族炭化水素系油、天然もしくは合成の脂肪族炭化水素系油等から選ばれる基油に、油脂、ワックス、脂肪酸およびその金属塩、有機化ベントナイト、ポリウレア等から選ばれる増ちょう剤を分散させることにより半固体又は固体状にゲル化した油が挙げられる。液状樹脂としては液状の、ポリブテン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブタジエン等が、また未加硫ゴム状物質としては未加硫の、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、エチレン‐プロピレンゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、スチレン‐ブタジエンゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、スチレン‐イソプレンブロック共重合体などの熱可塑性エラストマー等が挙げられる。これらの成分（Ｂ）は、単独または２種以上を任意に混合して用いることができる。成分（Ｂ）は、本発明の止水材に用いる水膨潤剤に、粘着性、形状保持性を与え、成分（Ａ）である水膨潤性を有する粘土が偏在や欠落することを防止する成分であり、また当該水膨潤剤が必要以上に速く膨潤することを抑えるための膨潤速度調整剤としての成分であり、成分（Ａ）との合計量を１００質量％としたとき、好ましくは５〜８０質量％、より好ましくは１０〜７０質量％を用いる。

また、当該水膨潤剤は、上記成分（Ａ）および成分（Ｂ）の他に、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて種々の添加成分を任意成分として配合することができる。この添加成分としては、例えば軟化剤（例えば、鉱油、合成油、脂肪性油等の油、およびフタル酸エステル、脂肪族塩基酸エステル、ポリエーテルエステル等の可塑剤等）、安定剤（例えば、アニオン系、およびノニオン系等の界面活性剤、および鉛系、亜鉛系、カルシウム系等の金属石鹸等）、導水性付与剤（例えば、無機系吸水性物質、アニオン系吸水性樹脂、ノニオン系吸水性樹脂等）、充填剤、粘着性付与剤、老化防止剤、滑剤、着色剤などを挙げることができる。本発明の止水材に用いる水膨潤剤を製造するにあたり、各成分を添加、混合するについての順序、方法については特に制限は無い。また、当該水膨潤剤は、本発明の目的を損なわない範囲で、必要に応じて繊維状物質を複合して製造することができる。この繊維状物質としては、例えばガラス繊維、炭素繊維、合成繊維（例えば、ナイロン、ビニロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリアミド等）、木綿、絹、パルプ繊維、スチール繊維等を挙げることができ、水膨潤剤層の剪断強度やコシ向上の目的で混合される。水膨潤剤層の厚さは、仮止めする土留壁面の凹凸状況や作用する地下水圧等の供用時の環境からの要求性能、および経済性との兼合いで決定されるが、通常、0.1mm〜20mmが好ましく、0.5mm〜10mmがより好ましい。
水膨潤剤層を遮水シートの上に成形する方法としては、例えば、ロール成型機によりシート状に成形し遮水シートに貼り付けてもよく、溶解しうる有機溶媒に適当な濃度となるよう溶解しておき塗布（コーティング）して成形してもよく、押し出し成型機により水膨潤剤と遮水シートを共押して成形してもよい。

（アルカリ分解性樹脂膜）
上記の本発明の好ましい実施の形態を図１で説示すると、水膨潤剤層のＡ面には保護層１３が貼付けられ、Ｂ面には剥離層１４が貼り付けられた積層構造が好ましい。本発明の止水材を土留壁に仮留めしてからコンクリートの打設により構造物の地下外壁が構築されるまでの間、止水材が降雨などにより長時間水と接触するような時には、水膨潤剤層は有機粘着剤の作用により膨潤速度を抑えられているが、その限界を超えて膨潤を始め自己修復機能を低下される恐れがある。これに対して、前記保護層１３がアルカリ分解性樹脂膜であることから、コンクリート打設までの期間、水膨潤剤層１１ＡのＡ面が水との接触を遮断することにより水膨潤剤層の自己修復機能低下を防止でき、その後、当該アルカリ分解性樹脂膜の内側面に接するように地下外壁躯体のコンクリートが打設されることにより、当該アルカリ分解性樹脂膜は、コンクリートのアルカリ成分によりまもなく分解されるため、当該アルカリ分解性樹脂膜を除去する手間を掛けることなく、前記水膨潤剤層と地下外壁躯体の表面が密着した防水層を構築することができる。

保護層となるアルカリ分解性樹脂膜としては、例えば、ポリ乳酸樹脂などの脂肪族ポリエステル樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、セルロースアセテートフタレート、ヒドロキシプロピルメチルセルロースフタレート、ポリビニルアルコールフタレート、イソブチレン・無水マレイン酸共重合体、エチレン・無水マレイン酸共重合体、またはスチレン・無水マレイン酸共重合体などが挙げられる。これら以外の物質でも、酸性または中性の水は遮水し、ｐＨ１１〜１４の強アルカリによって分解する物質であればどのようなものでも用いることができる。また、保護層（例えば、アルカリ分解性樹脂皮膜）の厚さは、５μｍ〜１００μｍ程度が好ましく、５μｍ未満では、コンクリート打設により地下外壁を構築するまでの間に破損する恐れが高く、１００μｍを超えるとアルカリによって分解するまでの時間が長くなり、未分解部分が残存する可能性があり好ましくない。

このアルカリ分解性樹脂膜を前記水膨潤剤層のＡ面に形成する方法としては、アルカリ分解性樹脂フィルムの定形品を前記水膨潤剤層のＡ面に貼り付けるか、またはアルカリ分解性樹脂を溶解しうる有機溶媒にアルカリ分解性樹脂を適当な濃度となるよう溶解しておき、このアルカリ分解性樹脂溶解液を前記水膨潤剤層のＡ面に塗布（コーティング）して形成することができる。

以下に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

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）に、針入度60／80のストレートアスファルト１００重量部に対しスチレンブタジエンスチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）樹脂７重量部を加えて成る改質アスファルト、および鉱油系プロセスオイル（コスモ石油社製；商品名コスモプロセス100）を、ベントナイト１００重量部に対し、改質アスファルト６０重量部、および鉱油系プロセスオイル１０重量部の割合で配合し、加熱ジャケット付きディスパーを用いて１６０℃に加熱しながら充分に混合し、粘着性を有する水膨潤剤を得、これを組成物１とした。この組成物１は粘着性を有し、水に漬けると適度な膨潤速度で膨潤した。
次に、以下の手順で図１に示す止水材を成形した。剥離層１４として、ロール状に巻き取られた剥離紙の剥離処理が施された面上に、前記組成物１を加熱溶融状態で連続的に流し込み、厚さが1ｍｍの水膨潤剤層１１Ｂを調製した上に、積層構造の中心部遮水シート１２として、ロール状に巻き取られたポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）樹脂製シート（厚さ0.75ｍm）を貼り付け、さらにその上に前記組成物１を加熱溶融状態で連続的に流し込み、厚さが1.5ｍｍの水膨潤剤層１１Ａを調整した上に、保護層１３としてロール状に巻き取られたポリ乳酸樹脂製フィルム（厚さ40μm）を貼り付けて、積層構造の止水材を得、これの幅を200mmにカットした帯状止水材を試料1とした。

比較例１
次に、以下の手順で図２に示す止水材を成形した。実施例１に記載した帯状止水材の製造過程において、図１における片方の組成物１１Ｂおよび剥離層１４を設ける工程を省略した以外は同様な処置を行った。図２で説示すると、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）樹脂シートの片面にのみ水膨潤剤層２１が存在する積層構造の止水材の幅を200mmにカットした帯状止水材を得、これを試料２とした。

実施例２
マシン油（コスモ石油製；製品名コスモマシン46）１００重量部、ラウリン酸（花王製；製品名ルナックL-98）５０重量部、および消石灰（秩父石灰工業製型番SA149）１０重量部を９０℃に加熱して充分に反応させゲル化基油を得た。このゲル化基油とベントナイト（クニミネ工業株式会社製；商品名クニゲルV１）、ブチルゴム（ＪＳＲ社製；型番Butyl065）、およびポリブテン（新日本石油化学製；型番 HV-100）を、ベントナイト１００重量部に対し、ゲル化基油５０重量部、ブチルゴム１０重量部、およびポリブテン２重量部割合で配合し、加熱式ニーダーを用いて１５０℃に加熱しながら充分に混合し、粘着性を有する水膨潤剤を得、これを組成物２とした。この組成物２は粘着性を有し、水に漬けると適度な膨潤速度で膨潤した。
次に、以下の手順で図１に示す止水材を成形した。当該組成物２は、ロール成型機により厚さ2ｍｍと3ｍｍのシート状に成形し、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）樹脂製遮水シート（厚さ1ｍｍ）の両面に当該遮水シート１２が積層構造の中心部に介在するように貼り付けられ、さらにそれぞれの組成物２の一方側の表面に保護層１３としてポリビニルアルコール樹脂製フィルムを、他方側の表面に剥離層１４としてポリエチレンフィルム（厚さ45μm）を貼り付けて、積層構造の止水材を得、これの幅を200mmにカットした帯状止水材を試料３とした。

比較例２
次に、以下の手順で図３に示す止水材を成形した。実施例２に記載した帯状止水材の製造過程において、同様の方法で組成物２を得て、ロール成型機により厚さ5ｍｍのシート状に成形し、組成物２の一方側の表面に保護層３３としてポリビニルアルコール樹脂製フィルムを、他方側の表面に剥離層３４としてポリエチレンフィルム（厚さ45μm）を貼り付けて、積層構造の止水材を得、これの幅を200mmにカットした帯状止水材を試料４とした。

比較例３
次に、以下の手順で図４に示す止水材を成型した。実施例１に記載した帯状止水材の製造過程において、ポリエチレンテレフタレート樹脂製遮水シート（図１における遮水シート１２）の替わりにポリエステル樹脂製メッシュ（図４におけるメッシュシート４５）を用いる以外は同様の工程を経て、積層構造の止水材を得、これを試料５とした。

得られた試料１〜５について、止水性能を下記の方法により確認した。
＜止水性能試験供試体＞
止水性能試験を図５を用いて説明すると、土留壁に見立てた立方体の木箱５０７を作製し、その垂直面に位置する四面に土留壁の凹凸を模した直径30mmの孔５０７aをあけ、更に上面には注水管５０９と圧力ゲージ取付管５１０を設けたものを５つ用意した。この木箱５０７の垂直四面に試料１〜５をそれぞれ釘打により仮留めした。この際、前記直径30mmの孔５０７ａを塞ぐ位置に止水材試料５０５は釘打ちされ、止水材同士の接合部は50mmの重ね代を設けた。試料１、試料３、試料４及び試料５においては、重ね代部分の剥離紙は剥され、露出した水膨潤性組成物層をその粘着力により密着させた。
また、止水材を取り付けないブランクケースとして直径30mmの孔をあけずに、いずれの試料も仮留めしない木箱５０７も用意した。
この様にして得られた各止水材試料５０５を仮留めした木箱５０７（ブランクケースは止水材なし）の周囲に壁の厚さが150mmと成る様に鉄筋を組み、型枠を建て込んだ後にコンクリートを打設した。このコンクリートの打設に際し、各止水材試料５０５の中央部に打継部５０８が形成されるように、コンクリート下部５０６ａとコンクリート上部５０６ｂの打設の二期に分けて行った。このものを２週間静置してコンクリートが充分に固まった後、廻りの型枠を取り外してコンクリート面を露出させたものを止水性能試験供試体５０とした。
＜止水性能試験手順＞
止水性能試験の手順を図５を用いて説明すると、上記それぞれの試験供試体５０の上面に突き出している注水管５０９に取り付けたバルブ５１１ａを介して手動式加圧ポンプ５１４と耐圧ホース５１３により接続し、圧力ゲージ取付管５１０から水が溢れるまで充分に木箱５０７内のエア抜きを行った後、圧力ゲージ取付管５１０にバルブ５１１ｂを介して圧力ゲージ５１２を取り付けた。この様にして各供試体内部を水で充満させた後、手動式圧力ポンプ５１４を用い水圧をかけ、0.1MPa水圧を上昇させる毎に注水管５０９のバルブ５１１ａを閉じ、その時の作用水圧を維持しながら２４時間放置するという作業を繰返し、コンクリート打継部５０８から漏水が発生するまで最大1MPaまで観察を行った。その結果を表１に示す。

表に示した結果から明らかなように、本発明の止水材は高水圧まで止水効果が発揮される優れた結果となった。試験終了後の止水材の状況を確認する目的で、各試験供試体を解体し、各止水材を露出させ、その状況を観察したところ、本発明の止水材は、いずれもコンクリートに接している水膨潤剤層は密着しており、コンクリートと止水材の界面を水が浸入している範囲が限定されており、水がコンクリートの打継部まで到達していないことが確認された。また、木箱に直径30mmの孔が開いた部分においても止水材の中心部に存在する遮水シートの抗張力によりコンクリートの打設圧による止水材の変形がある程度に抑えられ、欠損部の無い防水層を維持していた。

一方、比較例１の止水材を用いた試験供試体においては、木箱に直径30mmの孔が開いた部分における止水材の変形は抑えられていたものの、止水材同士の接合部である重ね代の範囲にコンクリートのノロが浸入しており、そのノロを伝わって浸入水がコンクリートの打継部にまで到達して漏水が発生していた。また比較例２の止水材を用いた試験供試体においては、木箱に直径30mmの孔が開いた部分においてコンクリートの打設圧による止水材の変形が激しく、なかには止水材の防水層を突き破り、コンクリートが木箱の内部にまでこぼれている箇所があり、ここが水みちとなり漏水が発生したものと考えられる。
また、比較例３の止水材を用いた試験供試体においては、木箱に直径30mmの孔が開いている部分の周辺において、止水材の水膨潤剤層が完全に膨潤しきっており、それに伴う止水材の抗張力低下によるコンクリート面との密着力不足と自己修復性能の低下により漏水が発生したものと考えられる。

実施例に係る止水材の構造を概略的に示す断面図である。比較例１に係る止水材の構造を概略的に示す断面図である。比較例２に係る止水材の構造を概略的に示す断面図である。比較例３に係る止水材の構造を概略的に示す断面図である。止水性能試験の装置を模式的に示す側面図である。

符号の説明

１、２、３、４止水材
１１Ａ、１１Ｂ、２１、３１、４１Ａ、４１Ｂ水膨潤剤層
１２、２２遮水シート
１３、２３、３３、４３保護層
１４、３４、４４剥離層
４５メッシュシート
５０止水性能試験供試体
５０５止水材試料
５０６ａコンクリート下部
５０６ｂコンクリート上部
５０７木箱
５０７ａ木箱側面孔
５０８コンクリート打継部
５０９注水管
５１０圧力ゲージ取付管
５１１ａ、５１１ｂバルブ
５１２圧力ゲージ
５１３耐水圧ホース
５１４手動式加圧ポンプ

Claims

積層構造を有する地中構造物用止水材であって、内層として遮水シートを配置して、前記遮水シートの両面側に粘着性かつ吸水膨潤性を有する水膨潤剤層を設け、更に、該水膨潤剤層を水や異物から保護するアルカリ分解性樹脂膜である保護層を前記一方の水膨潤剤層の外面側に設け、前記他方の水膨潤剤層の外面側に剥離層を設けたことを特徴とする地中構造物用止水材。
前記水膨潤剤層が水膨潤性を有する鉱物および粘着性を有する有機粘着剤を含有する組成物よりなることを特徴とする請求項１記載の地中構造物用止水材。
前記水膨潤性を有する鉱物がベントナイト、スメクタイト、および膨潤性雲母から選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項２記載の地中構造物用止水材。
前記有機粘着剤がアスファルト、ゲル化油、液状樹脂、およびゴム状物質から選ばれる１種または２種以上の混合物であることを特徴とする請求項２又は３記載の地中構造物用止水材。
前記遮水シートがポリエステル系樹脂シート、ポリビニル系樹脂シート、ポリエチレン系樹脂シート、およびアスファルト含浸不織布から選ばれる少なくとも１つである請求項１〜４のいずれか１項に記載の地中構造物用止水材。
前記遮水シートの５０％伸張時のモジュラスが１ＭＰａ以上である請求項１〜５のいずれか１項に記載の地中構造物用止水材。