JPH08301645A - 軟質のレジンコンクリートを用いた地下構造物用ブロック体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地下構造物を構成する各種のブロック体をよ
り改善されたレジンコンクリートによって製造し、衝撃
やその他の外力に対する耐性を向上させる。 【構成】 不飽和ポリエステル樹脂をバインダーとし、
骨材，硬化剤及び硬化促進剤との混合組成によるレジン
コンクリートによって地下構造物を構成するブロック体
を製造するに際し、不飽和ポリエステル樹脂単体の硬化
後の伸び率を約４５〜１７０％としたものを用いる。ま
た、バインダーは、硬化物の伸び率物性が異なる少なく
とも２種類の不飽和ポリエステル樹脂を任意に混合して
含み、不飽和ポリエステル樹脂の配合割合によってブロ
ック体の物性値を任意に設定可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マンホールや地中弁室
等の地下構造物を構成するブロック体に係り、特に耐衝
撃性に優れたレジンコンクリートを用いた地下構造物用
ブロック体に関する。

【０００２】

【従来の技術】マンホールや地中弁室等の地下構造物
は、内部に設ける機器を保護したり管路等の地下構造物
施設を接続できるように構築される。図２はこのような
地下構造物のうちのマンホールの例であって、上部に受
枠１をボルト６で固定しこの受枠１に蓋本体２を嵌合さ
せて地上に通じる開口を閉塞している。そして、複数段
の下桝本体３を備え、これらの下桝本体３と受枠１との
間に介在させて蓋本体２の上面レベルを調整するための
調整リング８及びこれらを支持して下端を閉塞する底板
４等のブロック体を備えている。

【０００３】これらの下桝本体３，底板４及び調整リン
グ８は、従来ではセメントコンクリートやレジンコンク
リートがその素材として一般に利用され、流し込み成
形，遠心成形等によって製造されている。

【０００４】ところが、セメントコンクリートを利用す
る場合は、軽量化・薄肉化に問題があるとともに、耐食
性に劣っていた。これに対し、レジンコンクリートで
は、軽量化・薄肉化が可能で、耐食性だけでなく圧縮強
度，曲げ強度にも優れたものであるため、近時ではレジ
ンコンクリート製の地下構造物用ブロック体が多用され
つつある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レジン
コンクリートにおいても、耐衝撃性に乏しいという問題
があったため、保管，出庫，運搬または施工の際に作業
者が取扱いを誤ったりして破損を生じることがあった。
このため、図３に示す調整リング８のような部材に対し
ては、折損防止のために内部に鉄筋８ｃを配筋したり、
ボルト挿通孔８ｂの周りに鉄板またはＦＲＰ等の補強板
９を介在させ、施工時のボルトの締め付けや設置後の通
過車輌からの衝撃によって破損するのを防止していた。
そのため、製造時にはこのような補強板９を介在させる
ための工程が必要になっていた。

【０００６】また、レジンコンクリートの組成自体を改
質して、衝撃性だけでなく、曲げ及び圧縮による撓み変
形を促進させて或る程度の許容範囲の値を持たせること
により、外力を吸収させるようにした軟質のレジンコン
クリートも既に提案されている。

【０００７】このような軟質のレジンコンクリートの製
造における軟質化の一般的な一つの手段は、伸びが大き
いエポキシ樹脂やアクリル樹脂等を混入するというもの
である。しかしながら、このような樹脂を用いる場合で
は、これらの樹脂の機械的な性質やその他の因子の複合
により、製品の成形に困難さを伴いやすく、コスト面で
の障害も大きいという問題がある。

【０００８】本発明において解決すべき課題は、地下構
造物を構成する各種のブロック体をより改善されたレジ
ンコンクリートによって製造し、衝撃やその他の外力に
対する耐性を向上させることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、不飽和ポリエ
ステル樹脂をバインダーとし、骨材，硬化剤及び硬化促
進剤との混合組成によるレジンコンクリートによって製
造した地下構造物を構成するブロック体であって、前記
不飽和ポリエステル樹脂単体の硬化後の伸び率が約４５
〜１７０％であることを特徴とする。

【００１０】このような構成において、バインダーは、
硬化物の伸び率物性が異なる少なくとも２種類の不飽和
ポリエステル樹脂を任意に混合して含み、不飽和ポリエ
ステル樹脂の配合割合によってブロック体の物性値を任
意に設定したものとすることもできる。

【００１１】また、ブロック体は、高さ調整用のブロッ
ク体であって、ボルト挿通孔周りに補強板を含まない構
成とすることができる。

【００１２】更に、下桝用のブロック体であって、その
少なくとも内面に強化プラスチックガラス層を形成した
ものとすることができる。

【００１３】

【作用】不飽和ポリエステル樹脂単体の硬化後の伸び率
を約４５〜１７０％とすることで、特に耐衝撃性が必要
となる高さ調整用の調整リングや曲げ強度が必要となる
下桝に適合するように任意に伸び率を変更することがで
きる等の点で有効に利用できる。

【００１４】また、硬化物の伸び率物性が異なる不飽和
ポリエステルを少なくとも２種類以上混合することによ
って、硬化物の伸び率物性値を変更することができ、地
下構造物を構成するブロック体の軟らかさを任意に設定
することが可能となる。このため、ブロック体の製品仕
様や設置条件に適合した曲げ強度等を持たせることがで
き、耐衝撃性の向上が図られる。

【００１５】

【実施例】図１は地下構造物を構成する調整リング５で
あって、軟質のレジンコンクリートで成形された本発明
の地下構造物用ブロック体の例を示す図である。

【００１６】図示の例では、調整リング５はドーナツ状
に形成されており、図２に示したように、その上面に円
形の外郭形状を持つ受枠１及び蓋本体２を支持するよう
にしている。

【００１７】調整リング５は、軟質のレジンコンクリー
トを生地５ａとして製作されており、その外周には外向
きにＵ字状に切り欠いた切欠５ｂを３個所に設け、これ
らの切欠５ｂに図２において示した上段の下桝本体３か
ら受枠１までの間に通すボルト６を通し、このボルト６
をナット７によって締め上げることにより、下桝本体３
と受枠１とが上下方向に拘束し合って一体に連結され
る。

【００１８】調整リング５の切欠５ｂ部分にはボルト６
とナット７による締め付け力が作用するので、従来では
先に述べたようにこの切欠８ｂ部分にＦＲＰ等の補強板
９を施していた。これに対し、本発明の調整リング５で
は、このようなＦＲＰによる補強はなく、切欠５ｂ部分
も含めて全て生地５ａのまま成形されている。そして、
生地５ａの中には鉄筋５ｃを配筋したものとするが、こ
の鉄筋５ｃは補強よりもむしろ調整リング５が破壊して
しまったときでも生地５ａを捕捉してその飛散の防止を
主としたものである。

【００１９】本発明において、生地５ａを形成する軟質
レジンコンクリートは、樹脂，骨材，充填材，硬化剤，
硬化促進助剤をその組成として含むものである。そし
て、調整リング５の使用環境及び条件や製作の成形方法
に従って、適切な各種の添加剤を加えることもできる。
なお、この添加剤としては、従来から知られている各種
添加剤（たとえば、重合禁止剤：キノン類，ハイドロキ
ノン類，フェノール類，有機及び無機の銅塩，アミジン
類，ヒドラジン類，第４級アンモニウム塩類，アミン
類，ニトロ化合物，オキシム類，多価フェノール類，ア
ミン塩酸塩類等 また、離型剤：ワックス類，高級脂肪
酸塩，高級脂肪酸エステル類，シリコーン油類，フッ化
アルキル化化合物類，ポリビニルアルコール類，低分子
量ポリエチレン類，植物性タンパク質誘導体類等）が適
用可能である。

【００２０】組成の中の樹脂は、樹脂単体硬化物であっ
てＪＩＳ Ａ ６０２１規格による引張試験を援用して
常温で伸び率が約４０％以上となる不飽和ポリエステル
樹脂を使用する。そして、組成中の樹脂の含有率は約１
０〜３０％に設定する。

【００２１】骨材は、従来のレジンコンクリートと同様
に、微骨材と砕石との混合物であり、それぞれの混合率
を調整リング５の成形に最適化できしかも調整リング５
として必要な機械的な強度が得られるように設定する。

【００２２】また、充填材としてはたとえば炭酸カルシ
ウム等が適用でき、この充填材を含むことによって、製
品の成形性及び作業性の向上が図られる。

【００２３】硬化剤は主として過酸化物及びその促進剤
を混合したものが利用でき、それぞれの組成の混合比や
組合せを適切なものとして含有させる。

【００２４】この場合、過酸化物としては、メチルエチ
ルケトンパーオキシド，アセト酢酸エステルパーオキシ
ド，シクロヘキサンパーオキシド，メチルエチルアセテ
ートパーオキシド，アセチルアセトンパーオキシド，
（１，１−ビス３，３，５トリメチルシクロヘキサノ
ン），クメンハイドロパーオキシド，ジクミルパーオキ
シド，ベンゾイルパーオキシド，ビスパーオキシドカー
ボネイト，ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート，ｔ−ブ
チルパーオキシピバレート，ｔ−ブチルパーオキシ−２
−エチルヘキサノエート等が利用できる。そして、促進
剤としては、ナフテン酸コバルト，オクチル酸コバル
ト，バナジュウム化合物等が利用できる。

【００２５】更に、硬化促進剤としては、ジメチルアニ
リン，フェニルジエタノールアミン，ジメチルアセトア
ミド，（Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアセタミド），アセチ
ルアセトン，ジメドン，ジメンゾイルメタン，アセチル
シクロペンタン，アセト酢酸エステル，アセチルブチロ
ラクトン等が利用できる。この硬化促進剤は、軟質レジ
ンコンクリートの低温時の成形に主として用いられ、硬
化時間の短縮と成形性の向上を図ることができる。

【００２６】以上の組成の樹脂，骨材，硬化剤等は、そ
れぞれの適量をミキサによって攪拌混合し、金型の中に
流し込みまたは圧入によって装填する。この場合の成形
方法は、従来から知られている流し込み成形，遠心成
形，圧縮成形，射出成形等を適用することができる。そ
して、金型による成形温度は、通常では常温とするが、
成形性を向上させる必要がある場合には約５０〜１５０
℃の範囲で行ってもよい。

【００２７】表１は軟質レジンコンクリートの配合例１
〜３及び従来の一般的なレジンコンクリートの配合例４
のそれぞれの物性値を示すものである。

【００２８】

【表１】 この表１についての各配合例及び物性値の算出の要領は
次のとおりである。

【００２９】（１）組成の配合比はそれぞれの質量部数
として配合する。

【００３０】（２）樹脂Ａ及び樹脂Ｂについての詳細は
後述する。

【００３１】（３）各物性値の測定に用いた供試体は、
いずれもＪＩＳ Ａ １１８１に準じて作成した。

【００３２】（４）各物性試験に用いた供試体は、成形
後の硬化を促進させるため、雰囲気温度８０℃で４時間
の養生を行なった。

【００３３】（５）圧縮試験は、直径７５ｍｍで軸線長
さ１５０ｍｍの供試体について、ＪＩＳ Ａ １１８２
に準じて行なった。

【００３４】（６）曲げ試験は、４０ｍｍ正方形断面の
長さ２００ｍｍの供試体について上スパン＝４０ｍｍ及
び下スパン＝１２０ｍｍで、ＪＩＳ Ａ １１８４に準
じて行なった。なお、曲げ撓みは、最大荷重時の撓み量
を測定値とした。

【００３５】（７）ＦＲＰ補強曲げ試験は、ＪＩＳ Ａ
１１８４に準じて行なった。なお、ＦＲＰ補強は、引
張側の片面にＦＲＰ層を２プライ（４５０ｇ／ｍ² のガ
ラスマットを２枚）積層したものである。また、供試体
の寸法は６０×３０×２４０ｍｍであり、上スパン＝３
０ｍｍ及び下スパン＝９０ｍｍの条件とした。

【００３６】（８）シャルピー衝撃試験は、ＪＩＳ Ｋ
７１１１に準じて行なった。

【００３７】ここで、樹脂組成として配合した樹脂Ａ及
び樹脂Ｂは、それぞれ不飽和ポリエステル樹脂であり、
不飽和二塩基酸及び／またはその酸無水物、さらに必要
に応じ飽和二塩基酸及び／またはその酸無水物と多価ア
ルコールを縮合した不飽和ポリエステルを重合性単量体
に溶解したものである。そして、配合割合によって樹脂
Ａは引張強度が８．６Ｎ／ｍｍ² で伸び率を１７０％と
し、樹脂Ｂは引張強度が１３．３Ｎ／ｍｍ² で伸び率を
４５％としており、これらの樹脂の配合割合によって硬
化物の調整リング５の伸び率を適宜設定することができ
る。

【００３８】本発明において用いられる不飽和二塩基
酸，その酸無水物としては、マレイン酸，フマール酸，
イタコン酸，無水マレイン酸等が挙げられる。これらは
必要に応じ２種類以上を併用することも可能である。ま
た、必要に応じ用いる不飽和二塩基酸，その酸無水物と
しては、フタル酸，無水フタル酸，イソフタル酸，テレ
フタル酸，アジピン酸，テトラヒドロフタル酸，テトラ
ヒドロ無水フタル酸，ロジン−無水マレイン酸付加物，
シクロペンタジエン−無水マレイン酸付加物，テトラク
ロロフタル酸，テトラクロロ無水フタル酸，テトラブロ
ムフタル酸，テトラブロム無水フタル酸等が用いられ
る。

【００３９】また、本発明において用いられる多価アル
コールとしては、エチレングリコール，プロピレングリ
コール，ジエチレングリコール，ジプロピレングリコー
ル，１，３−ブタンジオール，１，６−ヘキサンジオー
ル，ネオベンチルグリコール，トリエチレングリコー
ル，ビスフェノールＡアルキレンオキサイド誘導体等が
用いられる。

【００４０】更に、本発明に用いられる重合性単量体
は、スチレン，ジビニルベンゼン，Ｐ−メチルスチレ
ン，メタアクリル酸メチル等である。

【００４１】表１から明らかなように、樹脂Ａと樹脂Ｂ
の配合割合によって、軟質レジンコンクリートの軟質度
の物性を制御することができ、特に樹脂Ａの配合割合を
増やすことによって、レジンコンクリートを軟らかくす
ることができる。このとき、曲げ撓み量は１．３〜６．
２ｍｍの範囲で、シャルピー衝撃値は０．２５〜０．３
３Ｊ／ｃｍ² の範囲で増加させることができる。これに
より、配合例１〜３のいずれも、配合例４によって形成
された従来のレジンコンクリートに比較すると、曲げ撓
みについては約１．８〜８．８倍及びシャルピー衝撃値
については約１．３〜１．７倍に増加させることができ
る。

【００４２】ここで、薄物の調整リング５については、
図２に示したように、下桝本体３の上面に載置して受枠
１及び蓋本体２を支持することから、車輌等からの衝撃
や下桝本体３の上面に対応させることから曲げ撓みを重
要視するため、ＦＲＰ補強を行わずに使用する。それに
対して、高さのある下桝本体３については、側方から土
圧を受けるので、地下構造物内の機器や管路等の地下構
造物施設を保護することから曲げ強度が重要視されるた
め、下桝本体３の内面にハンドレイアップ法やスプレー
アップ法等でＦＲＰ層を形成して補強するのが好まし
い。

【００４３】このとき、ＦＲＰ単体での曲げ弾性率は約
１０．０×１０⁵ Ｎ／ｃｍ² であり、配合例４に示す一
般レジンコンクリートの曲げ弾性率（１．２×１０⁶ Ｎ
／ｃｍ² ）とほぼ変わらない。したがって、表１に示す
ように、曲げ強度の向上は３４００Ｎ／ｃｍ² から３８
００Ｎ／ｃｍ² であって、その補強効果は僅かである。

【００４４】これに対し、軟質レジンコンクリートの曲
げ弾性率は、表１の配合例１〜３に示すように、２．８
〜１４×１０⁴ Ｎ／ｃｍ² であるため、曲げ荷重が加わ
るとき、その引張応力の発生部にＦＲＰ補強部を成形す
ると、補強が無い場合に比べると曲げ強度が１５００〜
２５００Ｎ／ｃｍ² から３４００〜４７００Ｎ／ｃｍ²
となり、１．９〜２．３倍程度にまで曲げ強度が向上し
ている。

【００４５】表２及び表３は、それぞれ高さ３０ｍｍ及
び５０ｍｍの調整リングを供試体とした落球衝撃試験の
実験データ及びその結果を示すものである。これらの供
試体に使用した調整リングの内径は６００ｍｍ及び外径
は８２０ｍｍで共通したものであり、それぞれの高さ寸
法が３０ｍｍ及び５０ｍｍと相違するものである。ま
た、鋼球の重量は７ｋｇのものを使用した。

【００４６】この鋼球落下試験では、表１に示したシャ
ルピー衝撃値の最も高い配合例２の軟質レジンコンクリ
ートと配合例４の従来の一般レジンコンクリートについ
て比較した。配合例２では図１に示すように鉄筋５ｃを
介在させたもので、配合例４では図３に示すように、鉄
筋８ｃに加えて切欠８ｂ周りをＦＲＰ等の補強板で補強
したものである。

【００４７】

【表２】

【表３】 これらの落球衝撃試験から明らかなように、本発明の軟
質レジンコンクリートによる調整リングは従来の一般レ
ジンコンクリートの調整リングよりも耐衝撃性が向上し
ていることが判り、切欠部にＦＲＰまたは鉄板等の補強
板を介在させなくても、従来以上の強度を得ることがで
きる。

【００４８】なお、以上の例では、環状の調整リング５
について検討したが、ブロック体の形状としては丸型だ
けでなく角型でもよいし、切欠部はＵ字状でも円形状の
打抜きでもよい。また、下桝本体の上面の凹凸が著しい
場合には、曲げ撓みの大きい配合例３を使用し、下桝本
体のように高さがあり側厚を受ける場合には配合例１を
使用し、配合例１の場合にはさらに内面にＦＲＰ補強を
行うのが好ましい。

【００４９】

【発明の効果】本発明では、蓋本体，受枠を支持する調
整リングや下桝本体等の地下構造物用ブロック体を軟質
のレジンコンクリートによって製作するので、補強板を
介在する手間がかからないだけでなく、従来のセメント
コンクリートやレジンコンクリートに比べて耐衝撃性を
格段に大きくすることができる。このため、製品の運搬
や現場施工の時の製品の欠けや破損の恐れを減少でき、
施工の際の取り扱いも簡単になる。

【００５０】また、部材が軟質となるだけでなく、曲げ
荷重に対する曲げ撓み量も大きくとることができるの
で、部材を設置する面に捩じれや傾斜等があって設置後
に車輌等の衝撃や地震等の振動により偏荷重を受けて
も、割れやクラックの発生が防止でき、耐久性の向上が
図られる。

【００５１】更に、使用部位に応じて２種類の樹脂の配
合比を調整して部位に応じた物性値を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の軟質レジンコンクリートによって製作
した調整リングであって、同図の（ａ）は一部切欠平面
図、同図の（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線矢視による縦
断面図である。

【図２】地下構造物の一般的な例を示す概略図である。

【図３】従来のレジンコンクリートにより製作した調整
リングの一部切欠平面図である。

【符号の説明】

１ 受枠 ６ ボルト ２ 蓋本体 ７ ナット ３ 下桝本体 ４ 底板 ５ 調整リング ５ａ 生地 ５ｂ 切欠 ５ｃ 鉄筋

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 //(Ｃ０４Ｂ 26/18 14:06 14:28） 103:14 111:00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 不飽和ポリエステル樹脂をバインダーと
   し、骨材，硬化剤及び硬化促進剤との混合組成によるレ
   ジンコンクリートによって製造した地下構造物を構成す
   るブロック体であって、前記不飽和ポリエステル樹脂単
   体の硬化後の伸び率が約４５〜１７０％であることを特
   徴とする軟質のレジンコンクリートを用いた地下構造物
   用ブロック体。
2. 【請求項２】 前記バインダーは、硬化物の伸び率物性
   が異なる少なくとも２種類の不飽和ポリエステル樹脂を
   任意に混合して含み、前記不飽和ポリエステル樹脂の配
   合割合によって前記ブロック体の物性値を任意に設定し
   たことを特徴とする請求項１記載の軟質のレジンコンク
   リートを用いた地下構造物用ブロック体。
3. 【請求項３】 前記ブロック体は、高さ調整用のブロッ
   ク体であって、ボルト挿通孔周りを含めて前記レジンコ
   ンクリートによって一体に成形したことを特徴とする請
   求項１または２に記載の軟質のレジンコンクリートを用
   いた地下構造物用ブロック体。
4. 【請求項４】 前記ブロック体は、下桝用のブロック体
   であって、その少なくとも内面に強化プラスチックガラ
   ス層を形成したことを特徴とする軟質のレジンコンクリ
   ートを用いた１または２記載の地下構造物用ブロック
   体。