JP5513670B1 - コンクリート等打設用繊維基材 - Google Patents

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Abstract

【課題】コンクリート等打設時には閉鎖空間の空気溜まりを効率よく減少ないしは消滅させ、コンクリート等硬化後はコンクリート等に一体化されるコンクリート等打設用繊維基材を提供する。
【解決手段】本発明のコンクリート等打設用繊維基材(2)は、コンクリート等打設時の閉鎖空間の空気溜まり(5)を減少ないしは消滅させるための繊維基材であって、前記閉鎖空間に存在する空気(5)は未固結コンクリート、未固結モルタル又はグラウトの打設圧力により前記繊維基材内を通じて抜かれ、その後は前記繊維基材内に未固結コンクリート、未固結モルタル又はグラウトの成分が浸み込んでコンクリート等に一体化される。繊維基材(2)は通気性と撥水性を有することが好ましい。
【選択図】図1

Description

本発明は、コンクリート等すなわちコンクリート、モルタル、グラウト等(以下コンクリート等と呼ぶ)打設用繊維基材に関する。さらに詳しくは、コンクリート等を打設するための壁面に配置する繊維基材に関する。
コンクリート等打設の際、生コンクリート等すなわち未固結コンクリート、未固結モルタル、未固結グラウト等(以下生コンクリート等と呼ぶ)を注入する空間の頂部や側部に閉鎖空間が生ずると空気溜まりが発生する可能性がある。この空気溜まりの空気を抜かないと生コンクリート等は充填できず、欠陥となる問題がある。従来は空気抜きのためにパイプを配管し、最終的にパイプにグラウト(grout)を充填していた。グラウトとは空隙を埋めるためのセメントモルタル、ガラス系注入材、合成樹脂などの流動性液体のことである。しかし、パイプによる空気抜きは次のような問題がある。
(1)パイプの配管に手間とコストがかかる。
(2)パイプは異物であり、被り不足のため応力集中などの影響を受ける。
(3)グラウト充填の管理が困難である。
(4)効率よく空気抜きできない。これは生コンクリート等によって空気抜き孔がすぐに詰まってしまうからである。
一方、繊維基材の一つである不織布は従来から土木材料として使用されている。特許文献1にはコンクリート型枠の表面に貼り付けるため、透水層と通気層と排水層を有する不織布が提案されている。特許文献2には多数の微細孔が形成されたフィルムと不織布とを接着した型枠貼付用シートが提案されている。特許文献3には濾過層と通水・透水層を一体化した不織布シートからなる型枠用透水シートが提案されている。特許文献4には、コンクリート施工に用いる型枠に疎水性合成繊維の不織布を貼り付けて、コンクリートの品質向上を図る型枠用吸水・透水用不織布が、提案されている。
特開2012−255323号公報 特開平6−081458号公報 特開平6−143236号公報 特許2736394公報
しかし、前記特許文献1〜4で提案されている従来品は、いずれも型枠を外した時のコンクリート表面の美装仕上げに関する提案であり、型枠以外の部分の充填性を改良するものではない。また、コンクリート等打設時の閉鎖空間を減少ないし消滅させるには問題があった。また従来品は、不織布内へのコンクリート等の浸入を防止することを目的とした発明であり、コンクリート等と一体化させるには問題があった。
本発明は、前記従来の問題を解決するため、コンクリート等打設時には閉鎖空間の空気溜まりを効率よく減少ないしは消滅させ、コンクリート等硬化後はコンクリート等に一体化されるコンクリート等打設用繊維基材を提供する。
本発明のコンクリート等打設用繊維基材は、コンクリート等打設時の閉鎖空間の空気溜まりを減少ないしは消滅させるための繊維基材であって、前記閉鎖空間に存在する空気は生コンクリート等の打設圧力により前記繊維基材内を通じて抜かれ、その後は前記繊維基材内に生コンクリート等の成分が浸み込んでコンクリート等に一体化されることを特徴とする。
本発明のコンクリート等打設用繊維基材は、生コンクリート等の打設時には閉鎖空間の空気溜まりを効率よく減少ないしは消滅させ、繊維基材内には生コンクリート成分等が含浸され、コンクリート等硬化後はそのまま残ってコンクリート等に一体化される効果を奏する。すなわち、コンクリート等打設空間に閉鎖空間が存在しても、生コンクリート等の打設圧力により閉鎖空間の空気は繊維基材を通じて外部に排出され、空気溜まりは効率よく減少ないしは消滅される。閉鎖空間の空気を排出した後は、繊維基材内には生コンクリート等の成分が含浸され、コンクリート等硬化後はそのまま残ってコンクリート等に一体化される。
図1Aは本発明の一実施例のトンネル頂部のコンクリート等打設工事を示す模式的説明図、図1B−Dは同測定試験の工程を示す模式的断面図である。 図2Aは本発明の一実施例の繊維基材の斜視図、図2B−Eは同断面図である。 図3A−Cは本発明の一実施例の繊維基材の断面図である。 図4Aは本発明の一実施例の繊維基材の通気度測定装置を示す模式的斜視図、図4Bは同通気度測定装置の排気空気計測方法を示す模式的断面図である。 図5Aは本発明の一実施例の未固結コンクリートの空気抜き試験をするための小容器と繊維基材の説明図、図5Bは未固結コンクリートの空気抜き試験の説明図である。 図6は凸凹のトンネル頂部のコンクリート等打設覆工背面形状を再現した模型の模式図である。 図7は本発明の一実施例の繊維基材を用いたトンネル頂部のコンクリート等打設覆工コンクリート等充填試験後(図7A)と、繊維基材を用ないトンネル頂部のコンクリート等打設覆工コンクリート等充填試験後(図7B)の断面を示す模式的説明図である。 図8はトンネル頂部のコンクリート等打設覆工コンクリート等充填試験で未固結コンクリートを流し込み、バイブレーターで振動を与え未固結コンクリートを流動化させた後の実施例15(図8A)、比較例4の側面写真(図8B)である。 図9A−Bは同、トンネル頂部のコンクリート等打設覆工コンクリート等充填試験後に、コンクリート成分が浸透していく状況を示す写真である。
本発明者らは、掘削トンネルの頂部には凹凸部が多数存在し、この部分と型枠との空間に生コンクリート等を圧入して打設する際に、従来工法では閉鎖空間の空気溜まりを抜くには非常に手間がかかると考えた。そして、繊維基材を改良すれば閉鎖空間の空気溜まりを効率よく減少ないしは消滅させることができるのではないかとの着想を得た。ここで、当初は繊維基材を抜き取ることを試みたがこれは困難であり、逆に繊維基材をそのまま残し、コンクリート等硬化後はコンクリート等に一体化されれば合理的であるとのさらなる着想を得た。本発明はこのような着想から工夫を重ねて完成したものである。
本発明の繊維基材は、コンクリート等打設時の閉鎖空間に存在する空気は生コンクリート等の打設による圧力により繊維基材内を通じて効率よく抜くことができ、その後は繊維基材内に生コンクリート等の成分が浸み込んでコンクリート等に一体化される。これにより、コンクリート等打設時の閉鎖空間の空気溜まりを減少ないしは消滅させることができる。
前記機能を発揮させるため、一つの指標として通気度を挙げることができる。通気度は、繊維基材を幅30mmの帯状とし、小容器の内外面に沿ってU字形に配置し、水を入れた大容器の水面に前記小容器を逆にして被せ、8g/cm2の荷重を掛けたときの前記小容器内の空気の減少速度によって測定できる。この測定による通気度は10cm3/cm2/s以上100cm3/cm2/s未満が好ましく、さらに好ましくは30〜65cm3/cm2/sであり、とくに好ましくは32〜47cm3/cm2/sである。通気度が前記の範囲であれば、閉鎖空間に存在する空気をさらに効率よく抜くことができる。通気度試験において空気の抜ける時間)は10〜100秒が好ましく、さらに好ましくは15〜70秒であり、とくに好ましくは25〜47秒である。通気度の具体的な測定方法は実施例において説明する。
通気度が10cm3/cm2/s未満では、空気が抜けるのに時間がかかるため、空気溜まりを減少ないしは消滅させることができない傾向となる。一方、100cm3/cm2/s以上であると、生コンクリート等が早く滲み込んで複合化する機能を有するが、空気溜まりの空気が抜けるよりも早く生コンクリート等が繊維基材内に滲み込むため、通気性がなくなり空気を効率よく抜くことができない傾向となる。
本発明の繊維基材は、撥水性を有すことが好ましい。撥水性を有しない繊維基材も本発明の機能を発揮できるが、空気溜まりの空気が抜けるよりも早く生コンクリート等が繊維基材内に滲み込み易いので、施工条件によっては、通気性がなくなり空気を効率よく抜くことができなくなる。一方、撥水性を有す繊維基材は、空気溜まりの空気が抜けるよりも早く生コンクリート等が繊維基材内に滲み込まないので、コンクリート等打設時の閉鎖空間の空気溜まりを減少ないしは消滅させることができる。
撥水性は、JISL1096 6.26.1吸水速度(1)A法(滴下法)により評価できる。吸水速度の速い繊維基材は、撥水性に劣り、吸水速度の遅い繊維基材は、撥水性に優れている。吸水速度の速い繊維基材は、撥水性が無いので濡れやすく、生コンクリート等が早く滲み込んで一体化する機能は有するが、空気溜まりの空気が抜けるよりも早く生コンクリート等が繊維基材内に滲み込むため、通気性がなくなり空気を効率よく抜くことができない。一方、吸水速度の遅い繊維基材即ち、撥水性を有す繊維基材は、空気溜まりの空気が抜けるよりも早く生コンクリート等が繊維基材内に滲み込まないので、コンクリート等打設時の閉鎖空間の空気溜まりを減少ないしは消滅させることができる。
撥水性は、吸水速度によって評価ができる。その吸水速度は、10秒以上が好ましく、さらに好ましくは100秒以上であり、特に好ましくは300秒以上である。10秒未満であると、空気が抜けるより早く生コンクリート等が繊維基材に滲み込んで、通気性がなくなり空気を効率よく抜くことができない傾向となる。
本発明の繊維基材を構成する繊維はいかなる繊維であっても良い。具体的には、ポリ塩化ビニル繊維、ポリ塩化ビニリデン繊維、モダアクリル繊維、ポリエステル繊維、全芳香族ポリエステル繊維、アクリル繊維、全芳香族ポリアミド繊維、ポリアミド繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリスチレン繊維、ポリウレタン繊維、ポリ乳酸、ノボロイド繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンズオキサゾール(PBO)繊維、ポリケトン繊維、およびポリイミド繊維、ポリアミドイミド繊維、羊毛繊維、綿繊維、麻繊維、セルロース繊維、パルプ繊維等の有機繊維、炭素繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維、セラミック繊維、アスベ スト繊維、玄武岩繊維等の無機繊維、ステンレス、スチールなどの金属繊維を挙げることができるが、コンクリートのアルカリにも耐えられる繊維が好ましい。具体的にはビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、アクリル系繊維、及び炭素繊維から選ばれる少なくとも一つの繊維が好ましい。これらの繊維はコンクリート補強繊維としてよく知られているものもある。例えばビニロン繊維及びポリプロピレン繊維はチョップとしてプレキャストコンクリートに混合している。
前記繊維の好ましい繊度は1〜100deci texであり、さらに好ましくは3〜50deci texであり、とくに好ましくは5〜30deci texである。繊度が前記の範囲であれば腰があり、コンクリート等打設時にも好ましい通気度を維持できる。
本発明者らは、本発明の繊維基材で閉鎖空間に存在する空気を効率よく抜きながら、生コンクリート等と一体化する機能は、繊維基材を構成する繊維の平均繊維径から理論計算した理論平均細孔径とよく一致することを見出した。理論平均細孔径の計算は、Wrotnowskyの式によると、繊維基材の平均細孔径Dpは、繊維基材を構成している繊維の平均繊維径、繊維単体の密度、繊維基材の密度が判れば、次式により計算できる。
閉鎖空間に存在する空気を効率よく抜きながら、生コンクリート等と一体化する機能機能を発揮するのに好ましい理論平均細孔径は10μm以上、500μm未満である。さらに好ましくは50〜200μmであり、とくに好ましくは70〜150μmである。理論細孔径が、30μm未満では、空気溜りの空気を抜く機能は有するが、生コンクリート等が滲み込んで一体化しない傾向となる。一方、500μmより大きくなると、生コンクリート等が早く滲み込んで一体化する機能は有するが、空気溜まりの空気が抜けるよりも早く生コンクリート等が繊維基材内に滲み込むため、通気性がなくなり空気を効率よく抜くことができない傾向となる。
前記繊維基材のいずれかの部分には補強層(基布とも言う)が一体化されていてもよい。補強層を一体化すると寸法安定性が向上し、貼り付け工事の際の取扱い性が良好となる。補強層は繊維基材の表層に配置しても良いし、内部に配置しても良い。表層に配置する場合は、壁面側に配置し、補強層の外側に粘着層を配置することもできる。粘着層があると貼り付けるのに便利である。補強層は織物、編み物、スパンボンド不織布、ネット、樹脂層などいかなる層であっても良い。補強層の素材も前記繊維基材と同様なものを使用できる。
前記繊維基材の単位面積当たりの重量(目付)は50〜3000g/m2の範囲が好ましい。さらに好ましい目付は100〜2000g/m2であり、とくに好ましくは200〜1000g/m2である。目付が前記の範囲であれば、コンクリート等打設時には閉鎖空間の空気溜まりを効率よく減少ないしは消滅でき、打設後はコンクリート等に一体化される効果も期待できる。
前記繊維基材は帯状シートが好ましい。厚さは5.3g/cm2の荷重を掛けたときに0.1〜20mmが好ましく、さらに好ましくは0.5〜15mm、とくに好ましくは2〜8mmである。幅は5〜200mmが好ましく、さらに好ましくは10〜150mm、とくに好ましくは20〜100mmである。前記帯状シート(長尺状シート)はテープのように巻かれた状態が好ましい。テープのように巻かれていると取扱いが便利である。
前記繊維基材の撥水性は、繊維自体が撥水性を有する場合はそのまま使用することもできるし(例えばポリプロピレン繊維)、撥水処理しても良い。撥水処理する場合はフッ素系撥水剤、シリコーン系撥水剤などがあり、いずれでもよいが、フッ素系撥水処理加工は撥水性が高く好ましい。撥水性はコンクリート等打設時に必要であり、洗濯耐久性などは要求されない。
前記繊維基材は、不織布、織物、編み物及び組み物から選ばれる少なくとも一つの繊維シートが好ましい。とくにコスト面からは不織布が好ましい。不織布はいかなるものであってもよく、カードウェブ、エアレイ、湿式、スパンボンド、フラッシュ紡糸、メルトブロー、ケミカルボンド、サーマルボンド、ニードルパンチ、ウォータージェット、ステッチボンド法又はこれらの方法を任意に組み合わせた方法による不織布を使用できる。繊維基材以外の前記通気性、細孔径を有するスポンジ、土砂、コンクリート、金属、高分子などの粒子から形成された多孔性材料なども本用途に用いることができる。
前記繊維基材の一方の主面に粘着層が一体化されているのが好ましい。粘着剤層があると、工事現場で貼り付けるのに便利である。粘着剤層の表面には剥離紙又は剥離フィルムを備えることが好ましい。以下、剥離紙又は剥離フィルムは剥離紙と表現する。
前記繊維基材の生コンクリート等と接する面を樹脂コーティングして、生コンクリート等の浸入速度を遅くすることも好ましい。コーティング量(単位面積当たりの重量:目付)は1〜1000g/m2の範囲が好ましい。さらに好ましい目付は5〜500g/m2であり、とくに好ましくは10〜300g/m2である。目付が前記の範囲であれば、生コンクリート等の浸入速度を遅くすることができるので、空気溜まりの空気が抜けるよりも早く生コンクリート等が繊維基材内に滲み込まず、コンクリート等打設時には閉鎖空間の空気溜まりを効率よく減少ないしは消滅できる。コーティング量が、前記範囲内であれば、打設後は徐々に生コンクリート等が繊維基材に浸入しコンクリート等に一体化される効果も期待できる。一方、コーティング量が、1000g/m2より多い場合は、打設後に生コンクリート等が繊維基材に浸入しにくいので、コンクリート等に一体化される効果が期待できない。
本発明の繊維基材をコーティングする樹脂はいかなる樹脂であっても良い。具体的には、スチレンブタジエン、アクリルニトリルスチレン、クロロプレンなどの合成ゴム系、天然ゴム系、アクリル酸エステル、アクリルスチレンなどのアクリル系、ウレタン系、ポリ酢酸ビニール、エチレン酢酸ビなどの酢ビ・EVA系、塩化ビニール、塩化ビニリデンなどの塩ビ・ビニリデン系、尿素―ホルマリン、メラミンーホルマリンなどの尿素・メラミン系、エポキシ系、ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系、シリコン系、ポリビニルアルコール系などを含む樹脂でコーティングするのが好ましい。これらの中でも、親水性優れるポリビニルアルコール系を含む樹脂を好適に使用することができる。なお、樹脂の状態としては、例えば、エマルジョン、ラテックス、サスペンジョン、溶液などであることができる。なお、コーティングに適した粘度に調整する為にアンモニアなどによるアルカリ増粘、アクリル系、CMC系などの増粘剤を添加することも好ましい。なお、樹脂溶出を効果的に抑えるために、架橋剤(例えば、メラミン系、オキサゾリン系、イソシアネート系等)を樹脂に添加することができる。架橋剤以外にも、生コンクリート等との接触性を良好にするために、界面活性剤を添加することもできる。更に、撥油剤、浸透剤などの機能性薬剤を樹脂に添加することができる。
次に図面を用いて説明する。下記の図面において同一符号は同一物を示す。図1Aは本発明の一実施例のトンネル頂部のコンクリート等打設工事を示す模式的説明図である。まずトンネル掘削面1の頂部に本発明の繊維基材2を長さ方向に貼り付ける。このとき長さ方向に加えて、長さ方向と直交する方向にも貼り付けても良い。その後、型枠4との間に生コンクリート等3を奥側から手前方向に向けて所定距離(例えば10.5m)圧入する。このとき頂部に閉鎖空間の空気溜まり5があっても、繊維基材2を通じて脱気方向6に空気が抜ける。空気溜まり5は減少するか消滅し、その分生コンクリート等3で充填される。繊維基材2の内部にも生コンクリート等は含浸される。これにより、繊維基材2はコンクリート等に一体化され、その後コンクリートは硬化する。
図1B−Dは同測定試験の工程を示す模式的断面図である。まず図1Bは生コンクリート等3の打設開始時であり、繊維基材2と空気溜まり5までは達していない。生コンクリート等3の打設による圧力が高まると図1Cに示すように空気溜まり5の空気は繊維基材2内を通過して抜ける。その後、図1Dに示すように生コンクリート等3は繊維基材2の内部まで含浸し、コンクリート等に一体化される。この状態でコンクリートは硬化する。
図2Aは本発明の一実施例の繊維基材2の斜視図であり、繊維層7が帯状となっている。図2B同断面図である。図2Cは別の実施例の繊維基材であり、繊維層7の一表面に補強層(基布)8が一体化されている。一体化する方法は厚さ方向のニードルパンチ、水流交絡、溶融孔、熱ラミネート、接着材による加工などがある。図2Dはさらに別の実施例の繊維基材であり、繊維層7と補強層8が一体化され、補強層8の表面に粘着剤層9が形成されている。図2Eはさらに別の実施例の繊維基材であり、繊維層7の一表面に補強層8が一体化され、その表面に粘着剤層9が形成され、その表面を剥離紙10で覆っている。
図3Aは、本発明の一実施例の繊維基材の断面図である。上層下層の繊維層7の間に補強層8が一体化されている。一体化する方法は厚さ方向のニードルパンチ、水流交絡、溶融孔、熱ラミネート、接着材による加工などがある。図3Bはさらに別の実施例の繊維基材であり、繊維層7の一表面に粘着材層9が形成されている。図3Cはさらに別の実施例の繊維基材であり、繊維層7の一表面に粘着材層9が形成され、その表面を剥離紙10で覆っている。
以下、実施例を用いてさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
<通気度測定試験>
図4Aに繊維基材の通気度測定装置11を示し、図4Bに同通気度測定装置11の排気空気計測方法を示す。まず図4Aに示すように、直径240mm、高さ140mm、内容積6リットル程度の小容器12の内壁側面から外壁側面に沿って幅30mm、長さ300mmにカットした繊維基材2を粘着テープでU字形に配置して止めた。図4Aには説明の簡略化のため1本の繊維基材2を示したが、実際は2本の繊維基材2をU字形に配置して止めた。次に、水17を入れた大容器16(直径270mm、高さ150mm、内容積8.5リットル程度)の水面に小容器12を逆にして被せ、8g/cm2の荷重15を掛けた。このようにすると、小容器12の空間部に溜まっていた空気13は繊維基材2内を通過して外部に排出され、その分小容器12の水面14が上昇し、大容器16内の水面18は低下する。そこで、図4Bに示すように水17が入った大容器16の底から150mmの位置に小容器12を一気に沈め、この水面21の位置で小容器12の外面2か所に配置したセンサー19,20が水と接触して通電開始となるようにし(計測開始)、ここから荷重15で小容器12を沈め、大容器16の底から100mmの位置で水面22からセンサー19,20が離れて非通電となり、計測は終了する。この測定で約1.5リットルの空気が繊維基材を通じて排気され、通電開始から非通電となるまでの時間から通気度が測定できる。23は水面22のセンサー検知位置である。撥水性のない繊維基材は、住友スリーエム社製、商品名“スコッチガード撥水スプレーSC−P345i”を前面にスプレーして撥水性を持たせてから測定した。撥水性を有する繊維基材は、そのままで測定した。通気度は、次式より換算した。
通気度(cm3/cm2/s)=空気体積(1660cm3)÷繊維基材断面積(cm2)÷通電開始から非通電となるまでの時間(秒)
<吸水速度試験>
JISL1096 6.26.1吸水速度(1)A法(滴下法)により吸水速度の遅速により、撥水性を評価した。試験方法は、試料から約20cm×20cmの試験片を採取し、金属性リング(直径15cm)に取り付ける。次に水1mlを25±3滴に分割できるビュレットを用い、ビュレットの先端が試料の表面から1cmの高さになるようにして水滴を1滴落下させ、ストップウォッチにより水滴が試験片上に達したときからその水滴が特別の反射をしなくなるまでの時間を測定する。試験回数は10回とし、その平均値で表した。
<コンクリート等を使用した試験>
(1)未固結コンクリートの空気抜き試験
下記表1に示す成分を混合して未固結コンクリート31とし、40リットル容器30に約30リットル入れた。一方、図5Aに示すように小容器32(内径290mm×高さ140mm:約6リットル)の内壁側面から外壁側面に沿って4か所、十文字の位置に幅30mmにカットした繊維基材33を粘着テープでU字形に配置して止めた。図5Bに示すように、小容器32を逆にして未固結コンクリート31に手で押し込み、小容器32の空気が抜けて未固結コンクリート31と置換されるか否かを評価した。小容器32を逆にして未固結コンクリート31に入れると、小容器32の内部は空間になっており、トンネル頂部の閉鎖空間に存在する空気と同様に扱える。小容器32の押し込み力は未固結コンクリートの打設による圧力に見立てることができる。そして、小容器32を押し込み、小容器32内の空気が抜ける場合は、繊維基材33内を空気が通過すると判断できる。小容器の空気が全部抜けた場合は合格、抜けない場合は不合格とした。
(2)未固結コンクリートの含浸試験
上記において、押し込んだ状態で20分間静置させ、その後小容器を取り出して繊維基材を分解し、未固結コンクリートの成分が繊維基材内に含浸しているかを観察した。
(実施例1〜12)
JNC社製、ポリプロピレン繊維(繊度6.6deci texと18.7deci tex,繊維長いずれも51mm)をカードウェブとし、ニードルパンチ法により不織布とした。不織布の表面又は内部に基布を積層一体化した。基布は目付70g/m2のポリエステル繊維製メッシュ織物とした。積層一体化はニードルパンチによって繊維を絡めることで行った。得られた不織布を撥水剤(旭硝子社製、商品名"Asahi Guard AG-E082")水溶液を含浸させ、絞り、乾燥させた。実施例11、実施例12は撥水処理をしなかった。条件と結果を表2〜表3にまとめて示す。
(実施例13〜14)
カネカ社製、アクリル系繊維(繊度8.9deci texと16.7deci tex,繊維長いずれも51mm)をカードウェブとし、ニードルパンチ法により不織布とした。不織布の表面又は内部に基布を積層一体化した。基布は目付70g/m2のポリプロピレン繊維製メッシュ織物とした。積層一体化はニードルパンチによって繊維を絡めることで行った。条件と結果を表2〜表3にまとめて示す。得られた不織布を撥水剤(旭硝子社製、商品名"Asahi Guard AG-E082")水溶液を含浸させ、絞り、乾燥させた。条件と結果を表2〜表3にまとめて示す。
(比較例1〜4)
カネカ社製、アクリル系繊維(繊度0.9deci tex、8.9deci texと16.7deci tex,繊維長いずれも51mm)をカードウェブとし、ニードルパンチ法により不織布とした。不織布の表面又は内部に基布を積層一体化した。基布は目付70g/m2のポリプロピレン繊維製メッシュ織物とした。積層一体化はニードルパンチによって繊維を絡めることで行った。比較例4は、不織布を撥水剤(旭硝子社製、商品名"Asahi Guard AG-E082")水溶液を含浸させ、絞り、乾燥させた。条件と結果を表2〜表3にまとめて示す。
表3に示す通り、実施例1〜14の不織布は好ましい通気度を有しており、未固結コンクリートの空気抜き試験で空気は抜け、未固結コンクリートと置換できた。通気度は32〜62cm3/cm2/s、空気の抜ける時間(通電開始から非通電までの時間)は25〜47秒であれば、未固結コンクリートの空気抜き試験及び含浸試験は良好であった。また、未固結コンクリートは繊維基材内部に均一に含浸していた。これに対して比較例1〜3の繊維基材では未固結コンクリートは繊維基材内部に均一に含浸していたが、空気が抜けるより先に未固結コンクリートが繊維基材内部に浸透してしまい、空気を抜くことはできなかった。
(実施例15、比較例4)
本実施例は、トンネル頂部のコンクリート等打設覆工コンクリート等充填試験について説明する。図6に示すように、凸凹のトンネル頂部のコンクリート等打設覆工背面形状を再現した模型を製作し、繊維基材を用いたトンネル頂部のコンクリート等打設覆工コンクリート等充填試験を実施した。厚み5mmの透明アクリル樹脂板で凸凹の覆工背面形状43を有するコンクリート等打設試験装置40を製作し、繊維基材44を覆工背面形状43に貼り付けて覆工コンクリート等充填試験を実施した。この試験装置40の寸法は、L1:1000mm,L2:300mm,L3:300mm,L4:75mm,L5:500mmとした。
実施例15では、実施例6の繊維基材を凸凹のトンネル頂部のコンクリート等打設覆工背面に貼り付けた模型とした。比較例4では、繊維基材は使用しなかった。実施例15と比較例4の模型に表1に記載した未固結コンクリートを流し込み、バイブレーター45で振動を与え未固結コンクリートを流動化させて、トンネル頂部のコンクリート等打設覆工背面の空気だまりの発生有無を評価した。図7は未固結コンクリートを流し込み、バイブレーターで振動を与え未固結コンクリートを流動化させた後の実施例15、比較例4の断面図である。図8は未固結コンクリートを流し込み、バイブレーターで振動を与え未固結コンクリートを流動化させた後の側面写真である。実施例15では、繊維基材を通じて空気が抜けるので図8Aに示すとおり、トンネル頂部のコンクリート等打設覆工背面の空気だまりが発生しなかった。一方、比較例4では、図8Bに示すとおり、空気だまりが発生した。図9Aは、バイブレーターで振動を与え(振動数:120往復/分、振動距離:100mm)、未固結コンクリートを流動化させた直後の図8Aの上面から観察した写真で、繊維基材にはまだコンクリート成分が均一に浸透していないが、10分経過後の図9Bの写真では、コンクリート成分が均一に浸透している。さらに、2日間養生し脱型したトンネル頂部のコンクリート等打設覆工背面を観察したところ、繊維基材内にはコンクリート成分が均一に含浸しており、空気溜まりは見つからなかった。以上から繊維基材を入れたことによる欠陥はないことが確認できた。
本発明は、トンネルの頂部への適用だけではなく、コンクリート等打設時に閉鎖空間の空気溜まりが生ずる部分であればどのような箇所にも適用可能である。例えば側壁、溝、橋梁、橋台、高架道路、高架鉄道、建築物等の壁面などにも広く適用できる。
1 トンネル掘削面
2 繊維基材
3 生コンクリート等
4 型枠
5 空気溜まり
6 脱気方向
7 繊維層
8 補強層(基布)
9 粘着剤層
10 剥離紙
11 通気度測定装置
12 小容器
13 空気
14,18,21,22 水面
15 荷重
16 大容器
17 水
19,20 センサー
23 センサー検知位置
30 大容器
31 未固結コンクリート
32 小容器
33 帯状繊維基材
40 凸凹のトンネル頂部のコンクリート等打設覆工背面形状を再現した模型
41 コンクリート等導入路
42 未固結コンクリート
43 凸凹のトンネル頂部のコンクリート等打設覆工背面
44 繊維基材
45 バイブレーター
46a,46b 空気だまり

Claims (12)

  1. コンクリート等打設時の閉鎖空間の空気溜まりを減少ないしは消滅させるための繊維基材であって、
    前記閉鎖空間に存在する空気は未固結コンクリート、未固結モルタル又はグラウトの打設圧力により前記繊維基材内を通じて抜かれ、その後は前記繊維基材内に未固結コンクリート、未固結モルタル又はグラウトの成分が浸み込んでコンクリート等に一体化されることを特徴とするコンクリート等打設用繊維基材。
  2. 前記繊維基材が撥水性を有する請求項1に記載のコンクリート等打設用繊維基材。
  3. 前記繊維基材は、幅30mmの帯状とし、小容器の内外面に沿ってU字形に配置し、水を入れた大容器の水面に前記小容器を逆にして被せ、8g/cm2の荷重を掛けたときの前記小容器内の空気の減少速度によって測定した通気度が10cm3/cm2/s以上、100cm3/cm2/s未満の範囲である請求項1又は2に記載のコンクリート等打設用繊維基材。
  4. 前記繊維基材の理論平均細孔径が、10μm以上、500μm未満である請求項1〜3のいずれかに記載のコンクリート等打設用繊維基材。
  5. 前記繊維基材を構成する繊維は、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、アクリル系繊維及び炭素繊維から選ばれる少なくとも一つの繊維である請求項1〜4のいずれかに記載のコンクリート等打設用繊維基材。
  6. 前記繊維基材のいずれかの部分には補強層が一体化されている請求項1〜5のいずれかに記載のコンクリート等打設用繊維基材。
  7. 前記繊維基材の単位面積当たりの重量(目付)は50〜3000g/m2の範囲である請求項1〜6のいずれかに記載のコンクリート等打設用繊維基材。
  8. 前記繊維基材は、帯状シートである請求項1〜7のいずれかに記載のコンクリート等打設用繊維基材。
  9. 前記繊維基材の厚さは5.3g/cm2の荷重を掛けたときにおいて0.1〜20mm、幅は5〜200mmである請求項1〜8のいずれかに記載のコンクリート等打設用繊維基材。
  10. 前記繊維基材の撥水性は、繊維自体の撥水性又は繊維表面にフッ素系撥水剤が付着していることより発現している請求項2〜9のいずれかに記載のコンクリート等打設用繊維基材。
  11. 前記繊維基材は、不織布、織物、編み物及び組み物から選ばれる少なくとも一つの繊維シートである請求項1〜10のいずれかに記載のコンクリート等打設用繊維基材。
  12. 前記繊維基材の一方の主面に粘着層が一体化されている請求項1〜11のいずれかに記載のコンクリート等打設用繊維基材。
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