JPH10202180A - トンネルの二次覆工方法 - Google Patents
トンネルの二次覆工方法Info
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- JPH10202180A JPH10202180A JP9299505A JP29950597A JPH10202180A JP H10202180 A JPH10202180 A JP H10202180A JP 9299505 A JP9299505 A JP 9299505A JP 29950597 A JP29950597 A JP 29950597A JP H10202180 A JPH10202180 A JP H10202180A
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Abstract
とができる。 【解決手段】 エポキシ樹脂系の上塗り材を構成する樹
脂成分としては、ビスフェノールA型およびビスフェノ
ールF型のようなビスフェノール型エポキシ樹脂や、ウ
レタン、ポリサルファイド等で変性した変性エポキシ樹
脂等が使用される。また、その硬化剤成分としては、メ
タキシレンジアミン、イソホロンジアミン、ポリエチレ
ンポリアミン等の脂肪族ポリアミン、複素環式ポリアミ
ン、ジアミノジフェニルメタン等の芳香族ポリアミン、
また、これらをエポキシで変性したアミン類等が使用さ
れる。
Description
の二次覆工方法に関するものである。
来、セグメントを用いたプレハブ構造で一次覆工を行
い、その補強、防蝕、蛇行修正、防水などを兼ねた仕上
げとして、コンクリートを打設して二次覆工を行ってい
る。コンクリートによる二次覆工では、必要以上に大き
なトンネルを掘削しなければならず、土砂の排出量やコ
ンクリートの使用量が多くなり、また、乾燥に長時間を
要するという問題点が指摘されている。
ており、例えば、コンクリートに代えて、ポリウレタン
系、その他の合成樹脂材料を使用した二次覆工材が提案
されている。当該二次覆工材によれば、コンクリート二
次覆工材による前記問題点は改善されるものの、ポリウ
レタン系二次覆工材では、イソシアネート成分を使用す
るために水との反応性が大きく、湿潤面での使用では樹
脂成分の硬化が十分に進まないという欠点があった。
はエポキシ樹脂系の塗装が行われているが、コンクリー
トセグメントを用いたプレハブ構造の一次覆工上では、
セグメントの変動があり、通常のエポキシ樹脂系塗料で
は追従性に難点がある。また、コンクリート背面からの
水圧に対しては、有機塗膜のみではフクレ等が発生し、
塗膜の欠陥原因となる。
も施工可能であり、防蝕性、防水性、補強性、平滑性、
施工性に優れたトンネルの二次覆工方法を提供すること
を発明が解決しようとする課題とするものである。
二次覆工方法は、トンネルの一次覆工表面に、エポキシ
樹脂系の下塗り材、ポリマーセメント系の素地調整材、
および、繊維補強材が混入され後記上塗り材と同種の中
塗り材を順次塗布した後、エポキシ樹脂系、ビニルエス
テル樹脂系またはメチルメタクリレート樹脂系の上塗り
材を塗装することを特徴とするものである。
は、ウレタン変性エポキシ樹脂またはポリサルファイド
変性エポキシ樹脂であることが好ましい。
樹脂系塗料またはビニルエステル樹脂系塗料を使用する
場合には、前記素地調整材と中塗り材との間に、エポキ
シ樹脂系プライマーおよびウレタン系プライマーを塗装
することが好ましい。
して含むことが好ましい。また、前記素地調整材にはカ
ーボン繊維を配合することが好ましい。前記繊維補強材
はガラスクロスまたはカーボンクロスであることが好ま
しい。
ついて説明する。
シールドトンネル等に施された一次覆工の表面をサンダ
ー、サンドブラスト等の通常の前処理を行った後に施工
される。一次覆工には格別の制限はなく、セグメントの
プレハブ構造などでよい。
接着性の高いエポキシ樹脂系の下塗り材(プライマー)
を塗装する。プライマーは、一液型エポキシ塗料、二液
型エポキシ塗料のいずれでもよく、水、または、トルエ
ン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル
ケトン、アセトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルグ
リコールアセテート、エチルグリコールアセテート等の
有機溶剤で希釈して用いてもよい。
チミンを配合したエポキシ系塗料が用いられる。また、
二液型エポキシ塗料の例としては、第一液として一般に
常温硬化型のビスフェノール型エポキシ樹脂が用いら
れ、第二液としては、常温硬化型エポキシ樹脂硬化剤と
して慣用されているメタキシレンジアミン、イソホロン
ジアミン、ポリエチレンポリアミン等の脂肪族ポリアミ
ン、複素環式ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン等
が用いられる。上記プライマー用エポキシ系塗料には、
上記の成分に加え、さらに通常のエポキシ系塗料に慣用
されている体質顔料、着色顔料、改質剤等の添加剤を配
合することができる。
材、セメント、ポリマー成分および水から構成され、ポ
リマー混和材としては、引張強度が大きく、水密性が高
い点で、エポキシポリマーセメント系のものが好まし
い。エポキシ樹脂成分としては、エマルジョン型や自己
乳化型のエポキシ樹脂またはアクリル樹脂およびこれら
の混合物を用いることができる。
は、ポリアミド系のものが好ましい。また、骨材、セメ
ントには特別の制限はなく、通常用いられている珪砂等
の骨材とポルトランドセメントを使用することができ
る。素地調整材は、一次覆工表面を平滑に仕上げるとと
もに、背面からの水圧を緩衝する役割を担っている。
とにより、補強効果を発揮させることができる。カーボ
ン繊維としては、ポリアクリロニトリル(PAN)系ま
たは石油ピッチ系のものが好ましく、直径0.01〜
0.02mm、繊維長1〜50mm程度のものを、骨材
100重量部に対して0.05〜5.0重量部配合させ
ることが望ましい。
類に応じて、エポキシ樹脂系、ビニルエステル樹脂系ま
たはメチルメタクリレート樹脂系のものを用いる。
フェノールA型、ビスフェノールF型のようなビスフェ
ノールエポキシ樹脂やウレタン、ポリサルファイド等で
変性されたエポキシ樹脂が好ましい。また、メチルメタ
クリレート樹脂系の中塗り材としては、可撓性の変性メ
チルメタクリレート樹脂が好ましい。
ロス等の繊維補強材を混入することにより、水分の侵入
防止と塗膜の強度向上が図られる。例えば、上記中塗り
材を0.5〜1.0kg/m2 となるように前記素地調
整材の上に塗布した後、ガラスクロス、カーボンクロ
ス、ビニロンクロス、アラミド繊維、無機繊維、金属繊
維などの繊維材を貼着し、脱泡ローラーなどで気泡を抜
きながら前記樹脂を含浸させ、最後に同じ中塗り材を
0.5〜1.0kg/m2 とになるように塗布して、繊
維材の目を隠す。
スチョップドストランド、ミルドファイバー、ウィスカ
ーなどの短繊維を混入することによって中塗り材の補強
を行うこともできる。
化型エポキシ樹脂系塗料、メチルメタクリレート樹脂系
塗料またはビニルエステル樹脂系塗料を使用する。常温
硬化型エポキシ樹脂系塗料としては、二液型のものが好
ましく、第一液に配合されるエポキシ樹脂は、常温硬化
型エポキシ樹脂組成物として慣用されているものの中か
ら任意に選択することができる。例えば、ビスフェノー
ルA型およびビスフェノールF型のようなビスフェノー
ル型エポキシ樹脂や、ウレタン、ポリサルファイド等で
変性した変性エポキシ樹脂等が使用される。これらのエ
ポキシ樹脂は単独で用いてもよいし、二種以上混合して
用いてもよい。
ーテル、グリシジルエステル、グリシジルアミン、鎖状
脂肪族エポキサイド、脂環式エポキサイド等の反応性希
釈剤やベンジルアルコール、ノニルフェノール、ブチル
ジグリコール、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレ
ート等の非反応性希釈剤、少量のトルエン、キシレン、
ケトン、アルコール等の溶剤、シリカ、タルク、炭酸カ
ルシウム、硫酸バリウム等の体質顔料、各種着色顔料や
水を配合することができる。第一液におけるこれらの最
大配合量は、反応性希釈剤で40%、非反応性希釈剤で
30%、体質顔料で60%、着色顔料で30%の範囲が
好ましい。
収縮に対して追従することが要請され、従って、二次覆
工を構成するエポキシ組成物は弾性(可撓性)を有する
ことが好ましい。エポキシ樹脂組成物に弾性を付与する
方法としては、ウレタンやポリサルファイド等で変性し
たエポキシ樹脂を用いる方法、ポリエチレングリコール
ジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグ
リシジルエーテル等の二官能の長鎖の反応性希釈剤やジ
オクチルフタレート、ジブチルフタレート等の非反応性
希釈剤を用いる方法、アミン価の小さいポリアミドアミ
ン、ウレタン変性アミン、アルキルアミン、ヘキサメチ
レンジアミン変性物、メルカプタン系等の硬化剤を用い
る方法を例示することができる。更に、必要に応じてア
クリル樹脂やアクリル樹脂エマルジョン等の弾性付与成
分を用いてもよい。
温硬化型エポキシ樹脂組成物の硬化剤として使用されて
いるもの、例えば、メタキシレンジアミン、イソホロン
ジアミン、ポリエチレンポリアミン等の脂肪族ポリアミ
ン、複素環式ポリアミン、ジアミノジフェニルメタン等
の芳香族ポリアミン、また、これらをエポキシで変性し
たアミン類等の中から任意に選択することができる。こ
れらの硬化剤は単独で用いてもよいし、二種以上混合し
て用いてもよい。また、必要に応じて、フェノール、ビ
スフェノールA、サリチル酸、トリス(ジメチルアミノ
メチル)フェノール等の硬化促進剤や、第一液に配合さ
れる非反応性希釈剤、少量の溶剤、体質顔料、着色顔料
や水を配合してもよい。第二液におけるこれらの最大配
合量は、硬化促進剤で10%、非反応性希釈剤で30
%、体質顔料で60%、着色顔料で30%の範囲が好ま
しい。
に配合されているエポキシ樹脂組成物を硬化するのに十
分な量とし、第一液と第二液の比率は一般に、1:1〜
5:1程度である。第一液と第二液とは、電動撹拌機ま
たはスタティックミキサー等の混合手段により混合した
後、スプレー塗装する。
脂系塗料としては、可撓性の変性メチルメタクリレート
樹脂が好ましい。また、メチルメタクリレート樹脂系塗
料またはビニルエステル樹脂系塗料を使用する場合に
は、接着性を高めるために、前記素地調整材と中塗り材
との間に、湿潤面に対する接着性が良好なエポキシ樹脂
系のプライマーおよび一液性の湿式ウレタン系プライマ
ーを塗布しておくことが望ましい。
よび上塗り材は、刷毛、ローラー、エアレス塗装機、へ
ら、こて等の塗工具により、所望の膜厚に塗布する。こ
のようにして形成された二次覆工塗膜は、一次覆工とし
てのコンクリートセグメントに対する接着強度が湿潤面
でも15kgf/cm2 以上でコンクリート破断し、塗
膜強度(ショアD硬度)が40以上、耐衝撃性が50k
g−cm以上、耐磨耗性が80mg以下、透水性が0.
01g以下、および、背面水圧試験にて異常なしとの性
能が得られ、従来のコンクリートによる二次覆工以上の
耐衝撃性、耐磨耗性、非透水性を示すものである。
円形プレハブ構造の一次覆工を施工した後、この表面を
水洗し、ウエス等で表面水分を拭いた後、表1に示す組
成のプライマーの第一液と第二液を重量比1:1で混合
し、ローラー刷毛で塗装後、直ちに表2に示す組成の素
地調整材の第一液と第二液および骨材成分を重量比で
4.3:0.7:8.0の割合で混合し、スプレーで1
kg/m2となるように塗装した。
(20℃)で表3に示すパテ材の第一液と第二液を重量
比1:1で混合し、0.5kg/m2 となるようにゴム
ベラで塗装し、気泡を抜きながら、ガラスクロス#23
0を貼付けた。次に、同じ塗料で0.8kg/m2 の目
止めを行った。
示す上塗り塗料の第一液と第二液を重量比2:1で混合
し、0.4kg/m2 となるように塗装し、タレや凹凸
のない平滑で均一な塗膜を得た。図1は二次覆工塗膜の
断面図であり、塗膜全体の厚みは約1.5mmであっ
た。
表5に示す組成のカーボン繊維入り素地調整材を用いた
以外は実施例1と同様にして、厚さ約1.5mmで、平
滑で均一な二次覆工塗膜を得た。
示す組成のパテ材の第一液と第二液を重量比1:1で混
合して用いるとともに、上塗り塗料として表7に示すウ
レタン変性エポキシ塗料の第一液と第二液を重量比2:
1で混合して塗装した以外は実施例1と同様にして、厚
さ約1.5mmで、平滑で均一な二次覆工塗膜を得た。
円形プレハブ構造の一次覆工を施工した後、この表面を
水洗し、ウエス等で表面水分を拭いた後、実施例1で用
いたプライマー(表1)の第一液と第二液を重量比1:
1で混合し、ローラー刷毛で塗装後、直ちに実施例1で
用いた素地調整材(表2)の第一液と第二液および骨材
を重量比で4.3:0.7:8.0の割合で混合し、ス
プレーで1kg/m2 となるように塗装した。
の第一液と第二液を重量比1:1で混合し、0.15k
g/m2 となるように素地調整材の上にローラー刷毛で
塗布した。さらに、その翌日、一液性の湿式ウレタンプ
ライマーを0.15kg/m2 となるようにローラー刷
毛で塗布した。
9に示すパテ材の第一液と第二液を重量比100:2で
混合し、0.4kg/m2 になるようにローラー刷毛で
塗布した。次いで、この上に脱泡ローラーで気泡を抜き
ながら、ガラスクロスを貼り付けた後、同じパテ材を
0.4kg/m2 になるように塗装して、目止めを行っ
た。
示す上塗り塗料を0.2kg/m2の割合で2回塗装
し、タレや凹凸のない平滑で均一な塗膜を得た。塗膜全
体の厚みは約1.5mmであった。
なるようにポルトランドセメント、豊浦標準砂および水
を520:1040:338の割合で混合したセメント
を塗り、室温(20℃)で28日間養生した。
洗し、ウエスで表面の水分を拭き取った後、表11に示
すウレタン系塗料の第一液と第二液を重量比1:1で混
合し、ローラー刷毛で塗工膜厚1.5mmになるように
塗装して、平滑で均一な塗膜を得た。
洗し、ウエスで表面の水分を拭き取った後、実施例1で
使用したのと同じプライマー(表1)の第一液と第二液
を重量比1:1で混合し、ローラー刷毛で塗装した。翌
日、その上に表12に示す組成の高強度エポキシ樹脂パ
テ材の第一液と第二液を重量比2:1で混合し、ヘラで
2.0kg/m2 となるように塗装した。
の上塗り塗料の第一液と第二液を重量比4:1で混合
し、0.5kg/m2 となるようにローラー刷毛で塗装
した。その翌日、再度、同じ上塗り塗料を0.5kg/
m2 となるように塗装し、最終的に膜厚1.5mmの平
滑で均一な塗膜を得た。
硬化した後(一週間)、湿潤面への接着性を建研式の引
っ張り試験で実施した。試験結果を表14に示すが、同
表における記号の意味は次の通りである。また、括弧内
の数値は接着強度を示す。 ○・・・コンクリート凝集破壊 ×・・・塗膜面の界面剥離
S R 5201に準拠したモルタル板上に上記実施例および比
較例と同様の塗膜を形成し、一週間後にテストした。そ
の結果を併せて表14に示す。
おける記号の意味は次の通りである。 ○・・・異常なし ×・・・亀裂の発生
は、150mmφ×40mmに成形したモルタル板上に
各塗料を塗布して、20℃で28日間養生したものを用
いた。表14中の値は3kg/cm2 ・1hrにおける
透水量を示す。
φの穴を有するフレキシブルボードを使用し、背面より
1kg/cm2 の水圧をかけ、1日後の塗膜の変化を観
察した。表14における記号の意味は次の通りである。 ○・・・異常なし ×・・・塗膜の破壊
(案)同解説による、ひび割れ追従性試験により、試験
を行い伸び率を測定した。測定はフリーフィルムによ
り、中塗り材と上塗り材で測定した。測定結果を表15
に示す。
よれば、水分等の影響を受けることなく、シールドトン
ネル等に二次覆工を形成することができる。また、この
二次覆工はコンクリート背面からの水圧に耐え、フクレ
の発生もないので、防蝕性、防水性、補強性、平滑性、
施工性に優れている。更に、形成された二次覆工塗膜は
1〜10mmという薄い膜厚でも、従来のコンクリート
と同等あるいはそれ以上の強度性能を有している。
Claims (6)
- 【請求項1】 トンネルの一次覆工表面に、エポキシ樹
脂系の下塗り材、ポリマーセメント系の素地調整材、お
よび、繊維補強材が混入され後記上塗り材と同種の中塗
り材を順次塗布した後、エポキシ樹脂系、ビニルエステ
ル樹脂系またはメチルメタクリレート樹脂系の上塗り材
を塗装することを特徴とするトンネルの二次覆工方法。 - 【請求項2】 前記エポキシ樹脂系の上塗り材の樹脂成
分がウレタン変性エポキシ樹脂またはポリサルファイド
変性エポキシ樹脂である請求項1記載のトンネルの二次
覆工方法。 - 【請求項3】 前記上塗り材としてメチルメタクリレー
ト樹脂系塗料またはビニルエステル樹脂系塗料を使用す
る場合において、前記素地調整材と中塗り材との間に、
エポキシ樹脂系プライマーおよびウレタン系プライマー
を塗装することを特徴とする請求項1記載のトンネルの
二次覆工方法。 - 【請求項4】 前記素地調整材がエポキシ樹脂を混和材
として含む請求項1〜請求項3記載のトンネルの二次覆
工方法。 - 【請求項5】 前記素地調整材にカーボン繊維が配合さ
れた請求項1〜請求項4記載のトンネルの二次覆工方
法。 - 【請求項6】 前記繊維補強材がガラスクロスまたはカ
ーボンクロスである請求項1〜請求項5記載のトンネル
の二次覆工方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP29950597A JP4009687B2 (ja) | 1997-10-16 | 1997-10-16 | トンネルの二次覆工方法 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH10202180A true JPH10202180A (ja) | 1998-08-04 |
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- 1997-10-16 JP JP29950597A patent/JP4009687B2/ja not_active Expired - Fee Related
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