JP7587366B2

JP7587366B2 - コンクリート管の継手構造の製造方法

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Publication number: JP7587366B2
Application number: JP2020128972A
Authority: JP
Inventors: 貴之鈴木; 秀男江口; 脩平岡村; 正彦小林
Original assignee: Teijin Ltd; Nippon Hume Corp
Current assignee: Teijin Ltd; Nippon Hume Corp
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2024-11-20
Anticipated expiration: 2040-07-30
Also published as: JP2022025847A

Description

本発明は、コンクリート管路の継手部分を内面から被覆して止水するコンクリート管の継手構造及びその製造方法に関する。

コンクリート管の継手構造として、円筒状の可とう継手本体と、その可とう継手本体を管壁に押圧するための拡張バンドとを有する止水可とう継手が提案されている（例えば、特許文献１参照）。可とう継手本体の外周面には、複数の環状の止水突起が設けられ、止水突起がコンクリート管の内周面を押圧することにより、止水状態を維持する。これにより、地震や地盤沈下で継手部分に変位が発生する場合にも止水可とう継手が追従して変形しつつ止水突起で止水状態が維持される。

特開２００８－５１２０７号公報

しかしながら、従来技術は、可とう性に優れる一方で、地震等が発生した場合には、継手部分が容易に可動し、継手部分でコンクリート管同士がぶつかって再度損傷しやすいという問題点があった。また、拡張バンドは、管路内への持ち込みのために分割構造であり、その接続部がコンクリート管内面に突出し、圧力損失を大きくしてしまうという問題点もあった。さらに、拡張バンドにより止水するという構造のため、その拡張する力が緩むと漏水してしまう。そのため、微弱な稼動による拡張部に緩みを定期的に確認しなければならないという問題もあった。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、その課題を解決し、適度な可とう性と可動域を有しながら、離脱しにくく、また内面への膨らみが小さいコンクリート管の継手構造及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明のコンクリート管の継手構造の製造方法は、隣接するコンクリート管の接続部を挟んだ両方の前記コンクリート管の内周面の所定領域に、プライマーとして主剤と硬化剤混合時の２０℃での粘度が１０００mＰａ・ｓ未満の低粘度エポキシ樹脂を塗布し、前記接続部を挟んで間隔を空け、前記プライマーを塗布した両方の前記コンクリート管の内周面に、接着剤として主剤と硬化剤混合時の２０℃での粘度が１０００～５００００mＰａ・ｓのエポキシ樹脂をそれぞれ塗布し、両方の前記コンクリート管の内周面にそれぞれ塗布した前記接着剤と接触するように、繊維シートを貼り付けることを特徴とする。

本発明によれば、接続部を挟んで間隔を空け、繊維シートが接着剤によって両方のコンクリート管の内周面にそれぞれ貼り付けられているため、適度な可とう性と可動域を有しながら、離脱しにくく、また、コンクリート管の内周面に繊維シートを貼り付けた構成であるため、内面への膨らみが小さいコンクリート管の継手構造を実現することができる。

本発明に係るコンクリート管の継手構造の実施の形態の構成を示す断面斜視図である。図１に示す領域Ｘの拡大図である。

以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施の形態において、同様の機能を示す構成には、同一の符号を付して適宜説明を省略する。

本実施の形態の継手構造は、図１及び図２を参照すると、複数のコンクリート管１０が接続されてなる管状体１において、隣接するコンクリート管１０の内周面の接続部１１を、繊維シート２０によって内面側から被覆して補強・止水する構造である。

繊維シート２０は、接続部１１を跨ぐように両方のコンクリート管１０の内周面にそれぞれ貼り付けられ、図２を参照すると、接続部１１の両側において、接続部１１からコンクリート管１０の長手方向（以下、単に長手方向と称す）に所定距離離れたそれぞれの箇所で接着剤３０によって全周にわたって貼り付けられている。すなわち、繊維シート２０の少なくとも一部が接着剤３０により両方のコンクリート管１０の内周面にそれぞれ接着されている。以下、接着剤３０によって繊維シート２０がコンクリート管１０の内周面に貼り付けられた領域を接着領域３１と称す。

２か所の接着領域に挟まれた領域、すなわち接続部１１から長手方向両側に所定距離の領域では、粘着剤４０によって繊維シート２０がコンクリート管１０の内周面に全周にわたって貼り付けられている。以下、粘着剤４０によって繊維シート２０がコンクリート管１０の内周面に貼り付けられた領域を粘着領域４１と称す。

接着領域３１では、接着剤３０が硬化して繊維シート２０がコンクリート管１０の内周面に強固に接着されるのに対し、粘着領域４１では、粘着剤４０自体が伸張性を有すると共に、既に反応が完了して剥離と再粘着が可能であるため、繊維シート２０が伸縮可能となる。従って、継手部に応力が作用した際に、繊維シート２０は粘着領域４１で伸縮が可能となり、継手部分が必要量だけ可動することができる。そして、粘着領域４１の両側の配置された接着領域３１で繊維シート２０がコンクリート管１０の内周面に強固に接着されていることで、繊維シート２０が剥離或いは破断するまで、継手部分が離脱しないように制御することができる。

接着領域３１の間隔、すなわち接着剤３０で強固に接着されていない領域（粘着領域４１）の長手方向の長さは、接続部１１を挟んで５０～５００ｍｍ幅程度に設定されている。これにより、コンクリート管１０を継手部分で１度以上曲げても、粘着領域４１での伸縮によって繊維シート２０の剥離を防止できる。なお、繊維シート２０が接着剤３０によって接続部１１を跨ぐように強固に貼り付けられた場合、隣接するコンクリート管１０が動きにくくなりすぎてしまい、コンクリート管１０の継手部分で少しの曲げも許容できなくなり、適用範囲が狭くなってしまう。

繊維シート２０を構成する繊維は、特に限定されるものではないが、強度、伸度、接着性等に優れるアラミド繊維が特に好ましい。その他、ガラス繊維、芳香族ポリアミド繊維（アラミド繊維）、炭素繊維、ポリパラフェニレンベンゾオキザール繊維、芳香族ポリエステル繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維（ナイロン繊維）、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維（ビニロン繊維）、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、バサルト繊維等からなる繊維シート２０を用いることができる。

繊維シート２０の目付（重量）は、特に限定されるものではないが、強度や剛性の観点から１００ｇ／ｍ^２以上であることが好ましく、作業性の観点から１０００ｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。１００ｇ／ｍ^２以下の目付の場合、耐久性や繊維シート２０の強度や剛性が不足し、コンクリート管１０同士の動きを十分に抑えることができないケースがある。１０００ｇ／ｍ^２以上の場合、繊維シート２０の厚みが大きくコンクリート管１０内面への膨らみが大きくなるため、管内の水流等により剥離しやすくなり、耐久性が低下してしまう。また、１０００ｇ／ｍ^２以上の場合、繊維シート２０自体が重くなり、作業性が低下してしまう。

繊維シート２０は、上記のシートを１枚か２枚用いて、重なり部分は２枚が重なる部分までとすることが好ましい。３枚以上の繊維シートを重ねて用いた場合、繊維シート間同士で剥離が起こりやすくなるため好ましくない。

繊維シート２０は、緯糸方向の強度が５００～５００００Ｎ／ｃｍで、且つ破断伸度が１～２０％の範囲の織物或いは編物であり、緯糸がコンクリート管２０の長手方向に配向するように貼り付けられる。

繊維シート２０とコンクリート管１０の内周面を接着させるための接着剤３０は、特に限定されるものではないが、接着性、現場での取り扱い性の観点からエポキシ樹脂が好ましい。その他、接着剤３０として、ビニルエステル樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリウレア樹脂、イソシアネート樹脂等を用いることができる。

また、コンクリート管１０の内周面にプライマー５０を塗布した後に、接着剤３０によって繊維シート２０を接着すると、接着剤３０とコンクリート管１０の内周面との密着性を高め、繊維シート２０とコンクリート管１０の内周面とをより強固に接着することができる。なお、プライマー５０の塗布前には、コンクリート管１０の内周面を研磨され、また粉塵が取り除かれていることが好ましい。

プライマー５０として、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ未満のもの（例えば、主剤と硬化剤混合時の２０℃での粘度が１０００ｍＰａ・ｓ未満の２液型エポキシ樹脂）を用い、接着剤３０として、粘度が１０００～５００００ｍＰａ・ｓのもの（例えば、主剤と硬化剤混合時の２０℃での粘度が１０００～５００００ｍＰａ・ｓの２液型エポキシ樹脂）を用いると好適である。粘度が１０００ｍＰａ・ｓ未満のプライマー５０を用いることで、プライマー５０がコンクリート管１０の内周面に染み込み、コンクリート管１０の内周面にエポキシ樹脂層が形成され、繊維シート２０との接着を容易にすることができる。また、粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以上の接着剤３０を用いることで、施工時に接着剤が垂れることを防止でき、接着剤３０を均一に施工することできる。さらに、粘度が５００００ｍＰａ・ｓ未満の接着剤３０を用いることで、接着剤３０が繊維シート２０を構成する各繊維の単繊維間内部に十分に浸透し、接着性を向上させることができる。

また、プライマー５０や接着剤３０として用いられる２液型エポキシ樹脂は、共にＪＳＣＥ－Ｅ５４５の試験方法による接着強度が１．５Ｎ／ｍｍ^２以上であることが好ましい。また、コンクリート管１０の内周面に損傷等が有り、プライマー５０の塗布後に表面の凹凸が激しい場合は、不陸調整のためにエポキシ樹脂製のパテを用いることも好ましい。

粘着剤４０のコンクリート管１０の内周面の塗布は、基材の両面に粘着剤４０が塗布された粘着テープを用いて行うと、施工性が向上する。粘着テープは、特に限定されるものではないが、基材として、紙、不織布、織物、編物、フィルム、発泡ポリマー等が使用され、粘着剤４０としては、ゴム系、アクリル系、シリコーン系、ウレタン系等が使用される。

接続部１１には、合成樹脂及び／或いは合成ゴムからなるシーリング材６０が詰められていることが好ましい。シーリング材６０によって、外面からの水の侵入を防ぐことができると共に、内面からの水圧により万が一、繊維シート２０の一部が剥離した際に、内面からの水の侵入も防ぐことができる。

シーリング材６０は、特に限定されるものではないが、コンクリートとの接着性、耐水性、耐久性等の観点から、シリコーン系（例えば、セメダイン株式会社製：シリコーンシーラント）、アクリルウレタン系（例えば、ボンド株式会社製：ボンドＡＵクイック、変性シリコーン系（例えば、セメダイン株式会社製：ＰＯＳシールスピード）等が好適である。その他、シリル化アクリレート系、ポリイソブチレン系、ポリサルファイド系、ポリウレタン系、アクリル系、ブチルゴム系等のシーリング材６０を用いることが可能である。特に、シーリング材６０を詰める際には、コンクリートとの接着のためにシーリング材６０と相性の良いプライマーの利用も好ましい。

また、上記のシーリング材６０に加えて、二次シーリング材（バックアップ材）として、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）系、シリコーン系、クロロプレンゴム（ＣＲ）系、発泡ポリプロピレン系、発泡ポリエチレン系、発泡ウレタン系のシーリング材を併用して使用することも好ましい。特に、止水性、形状追随性、施工性等の観点から発泡ウレタン系（例えば、日本発条株式会社製：インシュロン）等が好ましく用いられる。

次に、本発明を実施例について詳細に説明する。
コンクリート管１０として、「日本下水道協会規格（ＪＳＷＡＳＡ－１－２０１１）のＢ型管（φ８００ｍｍ×２４３０ｍｍ）」で、継手部に損傷のあるものを用いた。

まず、コンクリート管１０の接続部１１（継手部）について、接続部１１の劣化した部分の除去と清掃を実施した後、シーリング材用プライマーとして「セメダイン株式会社製、シリコーンプライマーＢ」を塗布し、３０分間静置した。

次に、接続部１１にシーリング材６０として「セメダイン株式会社製、シリコーンシーラントセメダイン８０６０プロ」を充填し、表面硬化まで約１２時間養生した。

接続部１１にシーリング材６０を詰めた後、コンクリート管１０の内周面をアセトンで洗浄し、接続部１１から両側６００ｍｍ幅（片側３００ｍｍ幅）全面に渡り、プライマー５０としてエポキシ樹脂系プライマー「コニシ株式会社製、ボンドＥ８１０ＬＷ；粘度４００ｍＰａ・ｓ」を０．１ｋｇ／ｍ^２塗布した後、２４時間静置した。

次に、継手部中心から両側３００ｍｍ幅（片側１５０ｍｍ幅）の粘着領域４１となる領域全面に渡り、粘着剤４０として両面粘着テープ「コニシ株式会社製、ボンドＴＭテープＲ１；発泡ポリマー基材両面にアクリル系粘着剤を粘着加工したテープ。１ｍｍ厚み、２５ｍｍ幅」を１２本使用して貼りつけた。

次に、粘着テープの両側それぞれ１５０ｍｍ幅の接着領域３１となる領域全面に渡り、粘着テープの厚み１ｍｍ相当のエポキシ樹脂系パテ「コニシ株式会社製、ボンドＥ３９５Ｗ」を１．５ｋｇ／ｍ^２塗布した後、２４時間静置した。

次に、接着剤３０としてエポキシ樹脂「コニシ株式会社製、ボンドＥ２５００Ｗ；粘度６０００ｍＰａ・ｓ」をエポキシ樹脂系パテ上部に１．０ｋｇ／ｍ^２塗布した。

次に、接続部１１から両側６００ｍｍ幅（片側３００ｍｍ幅）全面に渡り、中央部は粘着剤４０と、両側は接着剤３０と接触するように、繊維シート２０としてパラ型アラミド繊維（帝人株式会社製、Ｔｗａｒｏｎ、Ｔ２２００、３２２０ｄｔｅｘ２０００ｆｉｌａｍｅｎｔ）から成る平織の織物（帝人フロンティア株式会社製、ＴＷＦ３００１；経糸密度１８本／ｉｎｃｈ、緯糸密度１７本／ｉｎｃｈ、経方向強度７０５０Ｎ／ｉｎｃｈ、緯方向強度７０５０Ｎ／ｉｎｃｈ、目付４５５ｇ／ｍｍ２、厚み０．７ｍｍ）を張り付けた。この際、コンクリート管１０の円周長約２５１０ｍｍに対して、１５６０ｍｍの繊維シートを２枚準備し、上下約３００ｍｍが重なるように貼り付けた。

次に、両側それぞれ１５０ｍｍ幅の接着領域３１については、更に繊維シート２０の上から接着剤３０が繊維シート２０の内部に含浸するように０．６ｋｇ／ｍ^２塗布した。この際、脱泡用のローラーを用いて気泡を取り除きながら塗布した。その後、一週間静置した。

以上の工程で製造したコンクリート管１０の継手構造を４対準備し、離脱試験、曲げ試験、内水密試験、外水密試験を実施した。

（離脱試験）
コンクリート管１０の外周から継手部分を跨ぐように油圧ジャッキを３か所取り付け、長手方向の離脱力を測定した。結果、繊維シート２０は３１０ｋＮで離脱した。繊維シート２０とコンクリート管１０が接着剤３０で貼り付けられた接着領域３１の面積（片側）から接着力を計算すると、繊維シート２０は接着剤３０により０．８２Ｎ／ｍｍ２の接着力でコンクリート管１０に貼り付けられていた。繊維シート２０を接着剤３０でコンクリート管１０の内周面に貼り付ける面積を制御することで、離脱力を制御することが可能である。

（曲げ試験）
コンクリート管１０の片側を油圧ジャッキにより持ち上げて、繊維シート２０が剥離するまでの角度を測定した。結果、曲げ角度が２度となる際に繊維シート２０の剥離が見られた。接着領域３１による接着力の制御と、繊維シート２０の中央部で繊維シート２０が粘着剤４０により容易に伸縮可能なように貼り付けられている粘着領域４１の面積を制御することで、最大曲げ角度を制御することが可能である。

（内水圧試験）
コンクリート管１０の内側から１．０ＭＰａの内水圧を加圧した状態で５分間保持しても、外側から漏水は確認されなかった。

（外水圧試験）
コンクリート管１０の外側から０．２ＭＰａの外水圧を加圧した状態で２分間保持しても、内側から漏水は確認されなかった。

以上説明したように、本実施の形態によれば、隣接するコンクリート管１０の接続部１１を跨ぐように、両方のコンクリート管１０の内周面にそれぞれ貼り付けられた繊維シート２０を具備し、繊維シート２０は、接続部１１を挟んで間隔を空け、接着剤３０によって両方のコンクリート管１０の内周面にそれぞれ接着されている。
この構成により、接続部１１を挟んで間隔を空け、繊維シート２０が接着剤３０によって両方のコンクリート管１０の内周面にそれぞれ貼り付けられているため、適度な可とう性と可動域を有しながら、離脱しにくく、また、コンクリート管１０の内周面に繊維シート２０を貼り付けた構成であるため、内面への膨らみが小さいコンクリート管１０の継手構造を実現することができる。さらに、適度な可とう性と可動域を有して微弱な稼動を許容しているため、定期的な緩み等の確認作業などが省略でき、恒久的な継手構造を実現することができる。

さらに、本実施の形態によれば、接着剤３０によって繊維シート２０が両方のコンクリート管１０の内周面にそれぞれ接着されている接着領域３１の間隔は、接続部１１を挟んで５０～５００ｍｍに設定されている。
この構成により、コンクリート管１０を継手部分で１度以上曲げても、粘着領域４１での伸縮によって繊維シート２０の剥離を防止できる。

さらに、本実施の形態によれば、繊維シート２０は、接続部１１を挟んだ所定の領域において、粘着剤３０によって両方のコンクリート管１０の内周面にそれぞれ接着されている。
この構成により、伸縮性を維持した状態で繊維シート２０をコンクリート管１０の内周面に貼り付けることができる。

さらに、本実施の形態によれば、繊維シート２０は、目付１００～１０００ｇ／ｍ^２で、緯糸方向の強度が５００～５００００Ｎ／ｃｍ、緯糸方向の破断伸度が１～２０％の織物である。また、繊維シート２０は、織物を構成する繊維が、コンクリート管１０の長手方向に配向するように貼り付けられている。
この構成により、適度な可とう性と可動域を有しながら、離脱しにくいコンクリート管１０の継手構造を実現することができる。

さらに、本実施の形態によれば、接続部１１には、合成樹脂及び／或いは合成ゴムからなるシーリング材６０が詰められている。また、シーリング材６０としては、シリコーン系、アクリルウレタン系、変性シリコーン系の何れか1種類以上が用いられている。
この構成により、外面からの水の侵入を防ぐことができると共に、内面からの水圧により万が一、繊維シート２０の一部が剥離した際に、内面からの水の侵入も防ぐことができる。

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。

１０コンクリート管
１１接続部
２０繊維シート
３０接着剤
３１接着領域
４０粘着剤
４１粘着領域
５０プライマー
６０シーリング材

Claims

隣接するコンクリート管の接続部を挟んだ両方の前記コンクリート管の内周面の所定領域に、プライマーとして主剤と硬化剤混合時の２０℃での粘度が１０００mＰａ・ｓ未満の低粘度エポキシ樹脂を塗布し、
前記接続部を挟んで間隔を空け、前記プライマーを塗布した両方の前記コンクリート管の内周面に、接着剤として主剤と硬化剤混合時の２０℃での粘度が１０００～５００００mＰａ・ｓのエポキシ樹脂をそれぞれ塗布し、
両方の前記コンクリート管の内周面にそれぞれ塗布した前記接着剤と接触するように、繊維シートを貼り付けることを特徴とするコンクリート管の継手構造の製造方法。