JP6088766B2 - コンクリート構造物の防食保護面の金物取付構造及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、上下水道施設のコンクリート構造物の防食保護面に足掛金物を取り付ける場合等に用いるコンクリート構造物の防食保護面の金物取付構造及び方法に関する。

一般に、上下水道施設のコンクリート構造物はその使用環境によって腐食等の劣化が生じやすい。
例えば、下水処理施設のマンホールがコンクリート構造物の場合、マンホールが接続される下水道に糞尿、洗剤、工業廃水等が流されており、これらの廃水から発生する硫化水素が微生物作用により硫酸となり、これによりマンホールの内壁面（コンクリート面）が腐食する。
そこで、このようなマンホールのコンクリート面を腐食から保護するために、一般に、コンクリート面を高密度ポリエチレンシート等の合成樹脂材（Ａ）からなる防食シートで被覆することが行われている。かかる防食工法が例えば非特許文献１に示されている。

また、このような下水処理施設のコンクリート面には付帯設備として金物が設置されることが多い。
例えば、マンホールの内壁面には作業員等がマンホール内を昇降するために用いるステップ（足掛金物）が設置される。この場合、ステップはコ字形の金属製の芯材に合成樹脂材（Ｂ）からなる防食カバーを被覆したもので、心材の両端の所定の範囲がそれぞれマンホールの内壁面に固定される取付部でこの取付部にねじが切られており、これらの取付部間でコ字形に連続する中間部がマンホールの内壁面上に突出されるステップ本体になり、このステップ本体の外周面に既述の防食カバーが被覆される。このステップをマンホールの内壁面の防食シートで被覆された防食保護面に取り付ける場合、防食保護面の防食シートを貫通して躯体コンクリートに穴を開け、この穴に金物の取付部を薬剤（接着剤）を介して挿入し固着する。そして、防食保護面の防食シートとステップとの隙間をエポキシ樹脂等のパテで埋めて、腐食性物質の浸入を防ぎ躯体コンクリートの腐食を防止する。この種のマンホール用ステップが例えば特許文献１などに開示されている。

下水道施設のコンクリート構造物の腐食抑制技術および防食技術指針・同マニュアル（日本下水道事業団） 特許第３８１９９９２号公報

しかしながら、上記従来のステップ等金物の取り付け施工では、防食保護面の合成樹脂材（Ａ）とこの合成樹脂材（Ａ）と異なる合成樹脂材（Ｂ）に被覆された金物との隙間をエポキシ樹脂等のパテで埋めて、腐食性物質の浸入を防止するため、防食保護面の合成樹脂材（Ａ）に既述のとおり高密度ポリエチレンを使用した場合に、このポリエチレンに対してエポキシ樹脂の接着力が十分でなく、施工後数年で剥がれて、防食保護面と金物との間に隙間が生じ、この隙間から腐食性物質が浸入してコンクリートを腐食させる、という問題がある。

本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、コンクリート構造物の合成樹脂材により防食被覆された防食保護面とこれに設置する金物との隙間をこの隙間を防ぐための部材を防食保護面に対して十分に密着させた状態で接合して水密に塞ぐことができ、腐食性物質の浸入を確実に防ぎコンクリートの腐食を防止することのできるコンクリート構造物の防食保護面の金物取付構造及び方法を提供すること、を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、コンクリート構造物の合成樹脂材により防食被覆された防食保護面に、当該防食保護面の合成樹脂材を貫通して躯体コンクリートに穴を穿設され、当該穴に金属製の芯材に合成樹脂材を被覆してなる金物の取付部が挿入固着されて、前記金物が取り付けられるコンクリート構造物の防食保護面の金物取付構造において、前記金物の前記取付部に連続し前記金物の取付状態で前記防食保護面から突出する前記取付部に近接する近接位置に当該近接位置を被覆する合成樹脂材にねじを切られて形成されるねじ部と、前記ねじ部に螺合され、前記防食保護面と前記金物との間の隙間を遮蔽可能な大きさ及び形状を有する、合成樹脂材からなる又は合成樹脂材を被覆されてなるナットと、を備え、前記防食保護面に固定された前記金物の前記ナットが前記防食保護面に接触され、前記ナット及び前記防食保護面の接触面間が融着により又は接着剤を介して、水密に接合される、ことを要旨とする。

また、上記目的を達成するために、本発明は、コンクリート構造物の合成樹脂材により防食被覆された防食保護面に、当該防食保護面の合成樹脂材を貫通して躯体コンクリートに穴を開け、当該穴に金属製の芯材に合成樹脂材を被覆してなる金物の取付部を挿入し固着して、前記金物を取り付けるコンクリート構造物の防食保護面の金物取付方法において、前記金物の前記取付部に連続し前記金物の取付状態で前記防食保護面から突出する前記取付部に近接する近接位置に当該近接位置を被覆する合成樹脂材にねじを切ってねじ部を設け、当該ねじ部に、前記防食保護面と前記金物との間の隙間を遮蔽可能な大きさ及び形状を有する、合成樹脂材からなる又は合成樹脂材を被覆されてなるナットを取り付け、前記金物を前記防食保護面に固定した後、前記ナットを前記防食保護面に接触させて、前記ナット及び前記防食保護面の接触面間を融着により又は接着剤を介して、水密に接合する、ことを要旨とする。
この場合、ナットを防食保護面に対して熱溶着又は超音波溶着に適合する前記防食保護面の合成樹脂材と同じ又は異なる合成樹脂材により形成又は被覆し、前記ナットを前記防食保護面に熱溶着又は超音波溶着により融着することが好ましい。
また、ナットを防食保護面に対して所定の接着剤による接着に適合する前記防食保護面の合成樹脂材と同じ又は異なる合成樹脂材により形成又は被覆し、前記ナットを前記防食保護面に前記所定の接着剤を介して接着してもよい。
また、この場合、ナットと金物のねじ部との間にシール材を介在し、前記ナットと前記ねじ部との隙間を水密にシールすることが好ましい。

本発明のコンクリート構造物の防食保護面の金物取付構造及び方法によれば、金物の取付部に連続し金物の取付状態で防食保護面から突出する取付部に近接する近接位置に当該近接位置を被覆する合成樹脂材にねじを切って設けたねじ部に、防食保護面と金物との間の隙間を遮蔽可能な大きさ及び形状を有する合成樹脂材からなる又は合成樹脂材を被覆されてなるナットを取り付け、このナットを防食保護面に接触させて、ナット及び防食保護面の接触面間を融着により又は接着剤を介して、水密に接合するようにしたので、コンクリート構造物の合成樹脂材により防食被覆された防食保護面とこれに設置する金物との隙間を、防食保護面に対してナットを十分に密着させた状態で接合して水密に塞ぐことができ、腐食性物質の浸入を確実に防ぎコンクリートの腐食を防止することができる、という本発明独自の格別な効果を奏する。

本発明によるコンクリート構造物の防食保護面の金物取付構造及び方法を示す図 同方法の作業工程を示す図 同構造及び方法に用いるステップの構成を示す図（（ａ）は平面図（ｂ）は側面図） 同構造及び方法に用いるナットの構成を示す図（（ａ）は正面図（ｂ）は側面図） 同方法の作業工程の一部のイメージを示す図

次に、この発明を実施するための形態について図を用いて詳しく述べる。
なお、各実施の形態では、コンクリート構造物として下水処理施設のマンホールを例示し、金物としてステップ（足掛金物）を例示する。この場合、図１に示すように、マンホール２の内壁面（コンクリート面）は合成樹脂材（Ａ）、この場合、高密度ポリエチレンからなる防食シート２１で被覆され、コンクリート面を腐食から保護している。また、図３に示すように、ステップ１はコ字形の金属製の芯材に合成樹脂材（Ｂ）を被覆したもので、両端の所定の範囲がそれぞれマンホール２の内壁面に固定される取付部１１でこの取付部１１にねじが切られており、これら取付部１１間でコ字形に連続する中間部がマンホール２の内壁面上に突出されるステップ本体１２でこのステップ本体１２の外周面に合成樹脂材（Ｂ）からなる防食カバー１３が被覆されている。

（実施の形態１）
まず、図１から図５を用いて第１の実施の形態について説明する。
図１にこのコンクリート構造物の防食保護面の金物取付構造を示している。図１に示すように、この取付構造では、従来と同様に、マンホール２の合成樹脂材（Ａ）からなる防食シート２１で防食被覆された防食保護面２０１に、防食保護面２０１の合成樹脂材（Ａ）を貫通して躯体コンクリート２０にステップ固定用の穴２２を穿設され、この穴２２にステップ１の取付部１１が接着剤２３を介して挿入固着されて、ステップ１が取り付けられる。
そして、この取付構造では、特に、ステップ１の取付部１１に連続しステップ１の取付状態で防食保護面２０１から突出する取付部１１に近接する位置に当該近接位置を被覆する合成樹脂材（Ｂ）からなる防食カバー１３にねじを切られて形成されるねじ部１３１と、このねじ部１３１に螺合され、防食保護面２０１とステップ１との間の隙間を遮蔽可能な大きさ及び形状を有する、合成樹脂材（Ａ）からなる又は合成樹脂材（Ａ）を被覆されてなるナット１４とを備え、防食保護面２０１に固定されたステップ１のナット１４が防食保護面２０１に接触され、ナット１４及び防食保護面２０１の接触面間が融着により、水密に接合される。
このステップ１の取付構造により、ステップ１のねじ部１３１のナット１４が防食保護面２０１に対して十分に密着して接合され、このナット１４により、防食保護面２０１とこれに設置するステップ１との隙間が水密に塞がれる。

図２にこのコンクリート構造物の防食保護面の金物取付方法を示している。
図２に示すように、この取付方法では、まず、ステップ１の事前準備を行ってから、このステップ１の取付施工を行う。

ステップ１の事前準備においては、ステップ１の一部を加工し、このステップ１に使用するナット１４を製作する。
図２において、ステップ１の加工では、ステップ１の取付部１１に連続しステップ１の取付状態で防食保護面２０１から突出する取付部１１に近接する位置に当該近接位置を被覆する合成樹脂材（Ｂ）にねじを切ってねじ部１３１を形成する。この場合、図３に示すように、ステップ１には金属製の心材の両端の取付部１１間のコ字形に連続する中間部でマンホール２の内壁面上に突出されるステップ本体１２に合成樹脂材（Ｂ）からなる防食カバー１３が被覆されているので、この防食カバー１３の両端から長さ５ｃｍ程度にこの防食カバー１３の外形寸法が山になるようにねじを切る。
ナット１４の製作では、ステップ１のねじ部１３１に螺合し、防食保護面２０１とステップ１との間の隙間を遮蔽可能な大きさ及び形状を有する、合成樹脂材からなる又は合成樹脂材を被覆されてなるナット１４を製作する。
この場合、防食保護面２０１の合成樹脂材（Ａ）からなる防食シート２１は熱可塑性樹脂であり、ナット１４を防食保護面２０１に対して熱溶着又は超音波溶着するのに適する防食保護面２０１の合成樹脂材（Ａ）と同じ合成樹脂材（Ａ）により形成する。また、この場合、図４に示すように、ナット１４を略円形とし、その外周面の相互に対向する面を平面状に形成してある。
なお、ここでは、ナット１４を合成樹脂材（Ａ）により製作するが、防食保護面２０１に対して熱溶着又は超音波溶着するのに適合する合成樹脂材であれば、ナット１４を防食保護面２０１の合成樹脂材（Ａ）と異なる合成樹脂材で形成してもよい。また、ナット１４を他の材料で形成し、このナット１４を合成樹脂材で被覆してもよい。ナット１４を合成樹脂材で被覆する場合は、使用する合成樹脂材が防食保護面２０１に対して熱溶着又は超音波溶着するのに適合する合成樹脂材であれば、防食保護面２０１の合成樹脂材（Ａ）と同じ又は異なる合成樹脂材のいずれでもよく、合成樹脂材をナットに一体的に被着すればよい。この場合、合成樹脂材をナット１４全体に被覆してもよく、また、ナット１４の少なくとも防食保護面２０１に対向する面等一部に被覆してもよい。
このようにしてステップ取付部１１の近傍を加工してねじ部１３１を形成し、このねじ部１３１に螺合するナット１４を防食保護面２０１の合成樹脂材（Ａ）と同じ材料で製作して、ステップ１のねじ部１３１にナット１４を螺合させて取り付ける。この場合、ステップ１のねじ部１３１にシールテープを巻き付ける等して、ナット１４とステップ１のねじ部１３１との間にシール材を介在し、ナット１４とねじ部１３１との隙間を水密にシールしておくことが好ましい。

図２において、ステップ１の取付施工では、マンホール２の内壁面を合成樹脂材（Ａ）からなる防食シート２１で被覆した後、図１に示すように、このマンホール２の防食シート２１で防食被覆された内面に、この内面の防食シート２１を貫通して躯体コンクリート２０にステップ取付用の穴２２を開ける。
次いで、この穴２２にステップ固定用の接着剤２３を添加して、この穴２３にステップ取付部１１を挿入し固着して、ステップ１を防食保護面２０１に取り付ける。なお、このステップ１の取り付けの際は、ステップ１のねじ部１３１上でナット１４がステップ１の取付部１１に対して進退可能になっているので、予め、ナット１４をステップ１のねじ部１３１上でステップ１の取付部１１に対して後退させてナット１４と防食保護面２０１との間に隙間を設けておく。
そして、この接着剤２３が固化し、ステップ１を防食保護面３０１に固定した後、ステップ１のねじ部１３１上でナット１４を防食保護面２０１に向けて締め込み防食保護面２０１に接触させ、合成樹脂材（Ａ）からなる防食保護面２０１とこの防食保護面２０１の合成樹脂材（Ａ）と同じ合成樹脂材（Ａ）からなるナット１４の接触面間を融着させて一体化し、水密に接合する。
この場合、ナット１４を防食保護面２０１に対して熱溶着又は超音波溶着により融着する。熱溶着の場合、特に図示していないが、ドライヤーや熱融着機等を用い、ナット１４及び防食保護面２０１の接触面同士を熱融着させて接合する。超音波溶着の場合、図５に示すように、超音波発振器を用い、ナット１４及び防食保護面２０１の接触面間を加振することにより、超音波振動でナット１４及び防食保護面２０１の接触面に摩擦熱を発生させ、ナット１４及び防食保護面２０１の接触面同士を融着させて接合する。
このようにしてステップ１をマンホール２の防食保護面２０１に取り付ける。
このステップ１の施工方法により、ステップ１のねじ部１３１のナット１４が防食保護面２０１に対して十分に密着して接合され、このナット１４により、防食保護面２０１とこれに設置するステップ１との隙間が水密に塞がれる。

以上説明したように、第１の実施の形態によれば、ステップ１の取付部１１に連続しステップ１の取付状態で防食保護面２０１から突出する取付部１１に近接する位置に当該近接位置を被覆する合成樹脂材にねじを切って設けたねじ部１３１に、防食保護面２０１とステップ１との間の隙間を遮蔽可能な大きさ及び形状を有する合成樹脂材からなる（又は合成樹脂材を被覆されてなる）ナット１４を取り付け、このナット１４を防食保護面２０１に接触させて、ナット１４及び防食保護面２０１の接触面間を熱溶着又は超音波溶着により融着して水密に接合するので、防食保護面２０１とこれに設置するステップ１との隙間を、防食保護面２０１に対してナット１４を十分に密着させた状態で接合して水密に塞ぐことができ、腐食性物質の浸入を確実に防ぎコンクリートの腐食を防止することができる。

また、この構造及び方法によれば、ステップの設置による防食被覆層の脆弱性を回避することができ、日本下水道事業団の防食マニュアル（非特許文献１）におけるシートライニングの要求品質である１０年以上の耐久性を実現することができる。

（実施の形態２）
次に、図１及び図２を参照しながら第２の実施の形態について説明する。
図１に示すように、第１の実施の形態の構造では、防食保護面２０１に固定されたステップ１のナット１４が防食保護面２０１に接触され、ナット１４及び防食保護面２０１の接触面間が融着により、水密に接合されるところ、第２の実施の形態の構造は、防食保護面２０１に固定されたステップ１のナット１４が防食保護面２０１に接触され、ナット１４及び防食保護面２０１の接触面間が接着剤を介して水密に接合される。

すなわち、第２の実施の形態の構造では、マンホール２の合成樹脂材（Ａ）からなる防食シート２１で防食被覆された防食保護面２０１に、防食保護面２０１の合成樹脂材（Ａ）を貫通して躯体コンクリート２０にステップ固定用の穴２２を穿設され、この穴２２にステップ１の取付部１１が接着剤２３を介して挿入固着されて、ステップ１が取り付けられる。そして、この取付構造においては、ステップ１の取付部１１に連続しステップ１の取付状態で防食保護面２０１から突出する取付部１１に近接する位置に当該近接位置を被覆する合成樹脂材（Ｂ）にねじを切られて形成されるねじ部１３１と、このねじ部１３１に螺合され、防食保護面２０１とステップ１との間の隙間を遮蔽可能な大きさ及び形状を有する、合成樹脂材（Ａ）からなる又は合成樹脂材（Ａ）を被覆されてなるナット１４とを備え、防食保護面２０１に固定されたステップ１のナット１４が防食保護面２０１に接触され、ナット１４及び防食保護面２０１の接触面間が接着剤を介して水密に接合される。
このようにしても防食保護面２０１とこれに設置するステップ１との隙間を、防食保護面に対してナット１４を十分に密着させた状態で接合して水密に塞ぐことができ、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

図２に示すように、第１の実施の形態の方法では、ナット１４を防食保護面２０１に接触させて、ナット１４及び防食保護面２０１の接触面間を融着により水密に接合するところ、第２の実施の形態においては、ナット１４を防食保護面２０１に接触させて、ナット１４及び防食保護面２０１の接触面間を接着剤を介して水密に接合する。

すなわち、第２の実施の形態の方法では、まず、ステップ１の事前準備を行ってから、このステップ１の取付施工を行う。
ステップ１の事前準備は、ステップ１の一部を加工し、このステップ１に使用するナット１４を製作する。この場合の、ステップ１の加工及びナット１４の製作は、第１の実施の形態と同様で、既述のとおりである。
ステップ１の取付施工では、マンホール２の内壁面を合成樹脂材（Ａ）からなる防食シート２１で被覆した後、このマンホール２の防食シート２１で防食被覆された内面に、この内面の防食シート２１を貫通して躯体コンクリート２０にステップ固定用の穴２２を開ける。
次いで、この穴２２にステップ固定用の接着剤２３を添加して、この穴２２にステップ１の取付部１１を挿入し固着して、ステップ１を防食保護面２０１に取り付ける。なお、このステップ１の取り付けの際は、ステップ１のねじ部１３１上でナット１４がステップ１の取付部１１に対して進退可能になっているので、予め、ナット１４をステップ１のねじ部１３１上でステップ１の取付部１１に対して後退させてナット１４と防食保護面２０１との間に隙間を設けておく。
そして、この接着剤が固化し、ステップ１を防食保護面２０１に固定した後、ステップ１のねじ部１３１上でナット１４を防食保護面２０１に向けて締め込み防食保護面２０１に接触させ、合成樹脂材（Ａ）からなる防食保護面２０１とこの防食保護面２０１の合成樹脂材（Ａ）と同じ合成樹脂材（Ａ）からなるナット１４の接触面間を接着剤を介して接着して一体化し、水密に接合する。
このようにしても防食保護面２０１とこれに設置するステップ１との隙間を、防食保護面２０１に対してナット１４を十分に密着させた状態で接合して水密に塞ぐことができ、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

なお、上記の各実施の形態では、ステップの取付部をマンホールの内面に設けたステップ固定用の穴に接着剤を介して固着するものとして例示したが、ステップの取付部をナットに締結することにより固着してもよく、このステップの固着形式は特に限定されるものでない。
また、上記の各実施の形態では、コンクリート構造物としてマンホールを例示し、金物としてステップを例示したが、下水処理場では、ステップのみならず、樹脂被覆配管や樹脂被覆手すりなども多く使われており、これらの配管周りや手すり周りからの腐食性物質の浸入が問題になっているので、配管や手すりの端部を合成樹脂で被覆し、本技術で固着させれば、腐食性物質の浸入を防止することができる。さらには、コンクリートからなるタンク、水槽、薬品槽等でも各種の金物が取り付けられており、このようなコンクリート構造物の防食保護面に金物を取り付ける場合でも、本技術を同様に適用でき、同様の作用効果を得ることができる。

１ ステップ
１１ 取付部
１２ ステップ本体
１３ 防食カバー
１３１ ねじ部
１４ ナット
２ マンホール
２０ 躯体コンクリート
２１ 合成樹脂材（Ａ）からなる防食シート
２０１ 防食保護面
２２ 穴
２３ 接着剤

Claims (5)

1. コンクリート構造物の合成樹脂材により防食被覆された防食保護面に、当該防食保護面の合成樹脂材を貫通して躯体コンクリートに穴を穿設され、当該穴に金属製の芯材に合成樹脂材を被覆してなる金物の取付部が挿入固着されて、前記金物が取り付けられるコンクリート構造物の防食保護面の金物取付構造において、
   前記金物の前記取付部に連続し前記金物の取付状態で前記防食保護面から突出する前記取付部に近接する近接位置に当該近接位置を被覆する合成樹脂材にねじを切られて形成されるねじ部と、
   前記ねじ部に螺合され、前記防食保護面と前記金物との間の隙間を遮蔽可能な大きさ及び形状を有する、合成樹脂材からなる又は合成樹脂材を被覆されてなるナットと、
   を備え、
   前記防食保護面に固定された前記金物の前記ナットが前記防食保護面に接触され、前記ナット及び前記防食保護面の接触面間が融着により又は接着剤を介して、水密に接合される、
   ことを特徴とするコンクリート構造物の防食保護面の金物取付構造。
2. コンクリート構造物の合成樹脂材により防食被覆された防食保護面に、当該防食保護面の合成樹脂材を貫通して躯体コンクリートに穴を開け、当該穴に金属製の芯材に合成樹脂材を被覆してなる金物の取付部を挿入し固着して、前記金物を取り付けるコンクリート構造物の防食保護面の金物取付方法において、
   前記金物の前記取付部に連続し前記金物の取付状態で前記防食保護面から突出する前記取付部に近接する近接位置に当該近接位置を被覆する合成樹脂材にねじを切ってねじ部を設け、
   当該ねじ部に、前記防食保護面と前記金物との間の隙間を遮蔽可能な大きさ及び形状を有する、合成樹脂材からなる又は合成樹脂材を被覆されてなるナットを取り付け、
   前記金物を前記防食保護面に固定した後、
   前記ナットを前記防食保護面に接触させて、前記ナット及び前記防食保護面の接触面間を融着により又は接着剤を介して、水密に接合する、
   ことを特徴とするコンクリート構造物の防食保護面の金物取付方法。
3. ナットを防食保護面に対して熱溶着又は超音波溶着に適合する前記防食保護面の合成樹脂材と同じ又は異なる合成樹脂材により形成又は被覆し、前記ナットを前記防食保護面に熱溶着又は超音波溶着により融着する請求項２に記載のコンクリート構造物の防食保護面の金物取付方法。
4. ナットを防食保護面に対して所定の接着剤による接着に適合する前記防食保護面の合成樹脂材と同じ又は異なる合成樹脂材により形成又は被覆し、前記ナットを前記防食保護面に前記所定の接着剤を介して接着する請求項２に記載のコンクリート構造物の防食保護面の金物取付方法。
5. ナットと金物のねじ部との間にシール材を介在し、前記ナットと前記ねじ部との隙間を水密にシールする請求項２乃至４のいずれかに記載のコンクリート構造物の防食保護面の金物取付方法。

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