JPH108579A - コンクリートクラック誘発目地材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで簡便に製造可能なもので、コンク
リート構造物、特にシールド工法によって形成されたト
ンネルなどの二次覆工コンクリート壁に、容易に配置使
用されてコンクリートクラックを効果的に誘発し、効果
的に且つ十分な止水を行うことができる誘発目地材を提
供すること。 【解決手段】 本発明のコンクリートクラック誘発目地
材は、コンクリート構造物にクラックの発生を誘発させ
且つ止水機能を有するコンクリートクラック誘発目地材
であって、上記コンクリート構造物のセグメント継ぎ目
に嵌合可能な嵌合部と、該嵌合部の反対側に先端部を有
する略楔形状の楔部とからなり、該楔部の先端部を含む
少なくとも一部が水膨張性材料で構成されており、上記
嵌合部を上記セグメント継ぎ目に嵌合させ且つ上記先端
部を上記セグメント継ぎ目と反対方向に向けて配置使用
され、該先端部の延長方向にクラックの発生を誘発させ
るようになされていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリートクラ
ック誘発目地材に関し、詳しくは、コンクリート構造物
にクラックを誘発し且つ止水機能を発揮するコンクリー
トクラック誘発目地材に関し、特にシールド工法によっ
て形成されたトンネルなどの二次覆工コンクリート壁に
適したコンクリートクラック誘発目地材に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般に
コンクリートは、その硬化時の収縮や温度変化などによ
る応力集中によってクラック（ひび割れ）が生ずる。特
に比較的壁厚の大きなコンクリート構造物では、打設さ
れたセメントの水和熱の蓄積によってコンクリート内に
熱応力が発生し、コンクリートが硬化するにしたがって
コンクリートにクラックが発生し易いものである。この
クラックの発生場所を予測することは困難であり、該ク
ラックが発生すると漏水等の問題に発展するものであっ
た。

【０００３】そこで、あらかじめコンクリート構造物の
所望の部位を、応力が集中し易い構造に形成してクラッ
クを所望の位置に発生させ、その位置にあらかじめ止水
用部材を配置することでクラックにより発生する漏水を
効果的に防止することが試みられている。

【０００４】例えば、コンクリート中に楔状や板状の目
地材を埋め込むことにより目地を形成するものとして、
特開昭６０−１４１９４５号公報、特開昭６３−１２４
９４号公報などがある。また、シールド工法によって形
成されたトンネルなどの二次覆工コンクリート壁では、
二次覆工コンクリートのトンネル中心側の内壁に切欠部
を設けて目地とし、予想されるクラックの延長線上の二
次覆工コンクリート内に止水材を埋め込むことが特開平
１−３１００９９号公報に記載されている。

【０００５】しかしながら、特開昭６０−１４１９４５
号公報では、開口部入隅部等もともと応力の集中する構
造部分に誘発クラックを複数分散させて発生させクラッ
ク自体を小さなものとし、漏水の発生自体を抑制するこ
とを前提とし、雨水等の進入は目地材自体をゴムラテッ
クス入りモルタル成形品とすることで防止できるとして
いるが、止水は不十分であり、漏水の著しい用途やシー
ルド工法によって形成されたトンネルなどの二次覆工コ
ンクリート壁等円形のコンクリート構造体には適用でき
ないものであった。

【０００６】また、特開昭６３−１２４９４号公報で
は、二重のコンクリート壁の境界にＴ字状の部材を埋め
込み、クラックをＴ字部材で縁切りすると同時に部材の
一部を非加硫ブチルゴム等としてコンクリートと密着さ
せて止水するものであるが、やはり漏水の著しい用途
や、シールド工法によって形成されたトンネルなどでは
一次覆工コンクリートセグメントが平坦でないため適用
できないものであった。

【０００７】一方、シールド工法によって形成された二
次覆工コンクリートに関する特開平１−３１００９９号
公報では、形成されたコンクリートを後から大掛かりな
切り欠き装置で目地を形成する必要があり、極めて煩雑
且つコストがかかるばかりでなく、切り欠き目地からの
誘発クラックが止水材に到達せず、若しくは一部のクラ
ックが止水材に到達しても、枝分かれしたクラックが止
水材を外れる可能性があり、十分な止水は得られないも
のであった。

【０００８】従って、本発明の目的は、低コストで簡便
に製造可能なもので、コンクリート構造物、特にシール
ド工法によって形成されたトンネルなどの二次覆工コン
クリート壁に、容易に配置使用されてコンクリートクラ
ックの発生を効果的に誘発し、効果的に且つ十分な止水
を行うことができる誘発目地材を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、コンクリート
構造物にクラックの発生を誘発させ且つ止水機能を有す
るコンクリートクラック誘発目地材であって、上記コン
クリート構造物のセグメント継ぎ目に嵌合可能な嵌合部
と、該嵌合部の反対側に先端部を有する略楔形状の楔部
とからなり、該楔部の先端部を含む少なくとも一部が水
膨張性材料で構成されており、上記嵌合部を上記セグメ
ント継ぎ目に嵌合させ且つ上記先端部を上記セグメント
継ぎ目と反対方向に向けて配置使用され、該先端部の延
長方向にクラックの発生を誘発させるようになされてい
ることを特徴とするコンクリートクラック誘発目地材を
提供することにより上記目的を達成したものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のコンクリートクラ
ック誘発目地材の実施形態を、本発明のコンクリートク
ラック誘発目地材が一次覆工及び二次覆工を有するシー
ルドトンネルのコンクリート構造物に適用される場合に
ついて図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の
コンクリートクラック誘発目地材の第１実施形態を示す
斜視図であり、図２は、図１に示す第１実施形態の断面
図であり、図３（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す第１実
施形態の分解断面図である。また、図４は、図１に示す
第１実施形態を、一次覆工及び二次覆工を有するシール
ドトンネルのコンクリート壁に適用した状態を示す断面
図である。

【００１１】第１実施形態のコンクリートクラック誘発
目地材１は、図１〜図４に示すように、一次覆工１１及
び二次覆工１２を有するシールドトンネルの二次復工コ
ンクリート壁にクラック１４の発生を誘発させ且つ止水
機能を有するものであって、上記一次覆工１１のセグメ
ント継ぎ目１３に嵌合可能な嵌合部２と、該嵌合部２の
反対側に先端部５を有する略楔形状の楔部３とからな
り、該楔部３の先端部５を含む少なくとも一部が水膨張
性材料で構成されており、上記嵌合部２を上記セグメン
ト継ぎ目１３に嵌合させ且つ上記先端部をトンネル中心
部方向に向けて配置使用される。

【００１２】上記コンクリートクラック誘発目地材１の
長さ（図１における横方向の長さ）は、通常、２〜１０
ｍである。

【００１３】また、上記コンクリートクラック誘発目地
材１は、図２及び図３に示すように、結可能な凹部７を
有し、楔部３が嵌合部２と連結可能な凸部８を有し、該
凹部７及び該凸部８が略楔形状であり、且つ該嵌合部２
と該楔部３とが該凹部７及び該凸部８を介して連結され
ている。

【００１４】また、上記コンクリートクラック誘発目地
材１の嵌合部２には、図１〜図４に示すように、上記一
次覆工１１のセグメントと接する部分にシール部６が設
けてあり、このシール部６により、トンネル外の地盤１
６からの水の侵入を二重に防ぐことができる。

【００１５】上記コンクリートクラック誘発目地材１の
本体４（嵌合部本体４ａ及び楔部本体４ｂ）は、水によ
る腐食に耐性があり、加工性に優れたものであれば、そ
の材質に特に限定されないが、従来から止水材の本体等
として使用されているものを使用することができる。該
本体４としては、例えば、硬質又は半硬質のゴム、ＡＢ
Ｓ、ＰＶＣ等のプラスチック材料及びこれらの複合材料
等が使用でき、好ましくは後述する水膨張性材料と一体
押し出し成形の可能な材料が好ましく、例えば、ＰＶＣ
が好ましい。

【００１６】また、上記コンクリートクラック誘発目地
材１は、その楔部３の先端部５を含む少なくとも一部が
水膨張性材料で構成されているため、上記二次覆工コン
クリート壁１２に誘発されたクラック１４に漏水を来し
ても、この水により該水膨張性材料が膨張し、確実に止
水を行うことができる。

【００１７】上記水膨張性材料としては、例えば、ビニ
ル系、アクリル系の単一重合体若しくは共重合体、ポリ
ウレタン系重合体、セルロース、デンプン又はその変性
物、架橋物などと、ゴム類との混練物を使用することが
できるが、とりわけ以下に述べる水膨張性ポリウレタン
含有可撓性物質を使用することが好ましい。

【００１８】上記水膨張性ポリウレタン含有可撓性物質
は、下記〔化１〕の一般式（Ｉ）で表されるポリエーテ
ルポリオールの一種又は二種以上の混合物と、ポリイソ
シアネートとを反応せしめて得られる末端ＮＣＯ含量１
〜１２％、好ましくは２〜７重量％の末端ＮＣＯ基含有
ウレタンプレポリマーと、架橋剤と、天然ゴム、合成ゴ
ム、若しくは再生ゴム等のゴム類とを混練硬化させて得
ることができる。

【００１９】

【化１】

【００２０】上記一般式（Ｉ）中、Ｒが示す多価アルコ
ール残基を構成する多価アルコールとしては、例えば、
二価アルコール（例えば、エチレングリコール、プロピ
レングリコール、１，４ブタンジオール、ネオペンチル
グリコール等）、三価アルコール（例えば、グリセリ
ン、トリオキシイソブタン、１，２，３−ブタントリオ
ール、１，２，３−ペンタントリオール、２−メチル−
１，２，３−プロパントリオール、２−メチル−２，
３，４−ブタントリオール、２−エチル−１，２，３−
ブタントリオール、２，３，４−ペンタントリオール、
２，３，４−ヘキサントリオール、４−プロピル−３，
４，５−ヘプタントリオール、２，４−ジメチル−２，
３，４−ペンタントリオール、ペンタメチルグリセリ
ン、１，２，４−ブタントリオール、１，２，４−ペン
タントリオール、トリメチロールプロパン等）、四価ア
ルコール（例えば、エリトリット、ペンタエリトリッ
ト、１，２，３，４−ペンタンテトロール、２，３，
４，５−ヘキサンテトロール、１，２，３，５−ペンタ
ンテトロール、１，３，４，５−ヘキサンテトロール
等）、五価アルコール（例えば、アドニット、アラビッ
ト、キシリット等）、六価アルコール（例えば、ソルビ
ット、マンニット、イジット等）等を例示することがで
きる。

【００２１】また、上記一般式（Ｉ）で表されるポリエ
ーテルポリオールは、上記多価アルコールに常法により
エチレンオキサイドと炭素原子数３〜４のアルキレンオ
キサイドとを所望の分子量となるように且つエチレンオ
キサイド基含量が所望の含量となるように付加せしめる
ことによって製造することができる。また、上記エチレ
ンオキサイドと上記炭素原子数３〜４のアルキレンオキ
サイドとは、ランダム状に付加してもブロック状に付加
しても良い。また、上記ポリエーテルポリオール中のオ
キシエチレン基の重量割合は、２０〜１００重量％が好
ましく、２０重量％未満では水膨張性が不十分となるこ
とがあるので好ましくない。

【００２２】また、上記水膨張性ポリウレタン含有可撓
性物質を得る際に用いられる上記ポリイソシアネートと
しては、特に制限されることなく任意のものを使用する
ことができ、例えば、１，４−ブタンジイソシアネー
ト、１，６−ヘキサンジイソシアネート、ジシクロヘキ
シルメタンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシ
アネート、１，５−ビス−イソシアナト−１，３，５−
トリメチルシクロヘキサン、１，３−ビス−（イソシア
ナトメチル）−ベンゼン及びメチルシクロヘキサンジイ
ソシアネート等を使用することができる。また、脂肪酸
トリイソシアネートも部分的に併用することができる。
更に、芳香族ポリイソシアネートも使用することがで
き、任意の芳香族ジイソシアネート、例えば、２，４−
又は２，６−トリレンジイソシアネート又はそれらの混
合物、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、
３，３’−ジメチルジフェニルメタン−４，４’−ジイ
ソシアネート、ｍ−又はｐ−フェニレンジイソシアネー
ト、１，５−ナフチレンジイソシアネート及びそれらの
異性体等を例示することができる。また、芳香族ポリイ
ソシアネートとして、カルボジイミド基、ウレトジオン
基、ウレタン基、ウレトイミン基、ビウレット基又はイ
ソシアヌレート環を含有する芳香族ポリイシシアネート
も使用することができる。

【００２３】また、上記水膨張性ポリウレタン含有可撓
性物質を得る際に用いられる上記架橋剤としては、一分
子当たり２〜６個の活性水素を有し、且つ活性水素基当
たりの平均分子量が３０〜１５０００であるポリオー
ル、ポリアミン又はそれらの混合物が挙げられ、例え
ば、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、グ
リセリン、トリメチロールプロパン等の低分子量ジ又は
トリオール、ポリプロピレングリコール、エチレンオキ
サイド−プロピレンオキサイド共重合体等のポリアルキ
レングリコール、エチレンオキサイドやプロピレンオキ
サイドのごときアルキレンオキサイドと、グリセリン、
トリメチロールプロパン、１，２，６−ヘキサントリオ
ールのごとき低分子量トリオール又はペンタエリスリト
ールのごとき低分子量テトラオール又はソルビトールの
ごとき低分子量ヘキサオールとの重合物、エチレンジア
ミン、４，４’−メチレンビス−１−クロロアニリン等
のポリアミン又はそれらと上記アルキレンオキサイドと
の重合物などを例示することができる。

【００２４】また、上記コンクリートクラック誘発目地
材１の嵌合部２に設けられた上記シール部６は、上記コ
ンクリートクラック誘発目地材１の本体４及び上記一次
覆工１１のセグメントとの密着性、適度な柔軟性（伸縮
性）を有していればよく、例えば、天然ゴム、合成ゴ
ム、若しくは再生ゴム等のゴム類、ポリウレタン樹脂が
挙げられるが、好ましくは水膨張性材料、具体的には、
上記先端部５の構成である水膨張性材料として好ましく
用いられる水膨張性ポリウレタン含有可撓性物質があげ
られる。

【００２５】第１実施形態のコンクリートクラック誘発
目地材１は、上述の如く構成されているため、効果的に
且つ低コストで簡便に、シールドトンネルの二次覆工コ
ンクリート壁にコンクリートクラックを誘発し、同時に
効果的で十分な止水を行うことができる。また、上記嵌
合部２が上記楔部３と連結可能な凹部７を有し、上記楔
部３が上記嵌合部２と連結可能な凸部８を有し、該凹部
７及び該凸部８が略楔形状であり、且つ該嵌合部２と該
楔部３とが該凹部７及び該凸部８を介して連結されてい
るため、上記コンクリートクラック誘発目地材１を上記
一次覆工のセグメント継ぎ目１３に嵌合させる際の作業
性がよく、また、上記コンクリートクラック誘発目地材
１の上記一次覆工１１のセグメントへの圧着を強固なも
のにすることができ、該セグメント継ぎ目１３の幅に変
動が起きても性能を損なうことがない。

【００２６】本発明のコンクリートクラック誘発目地材
は、上記第１実施形態に制限されず、適宜形態を変える
ことができる。本発明のコンクリートクラック誘発目地
材の他の実施形態としては、例えば、図５（ａ）及び
（ｂ）に示す第２実施形態、図６に示す第３実施形態等
が挙げられる。

【００２７】第２実施形態のコンクリートクラック誘発
目地材１’は、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、嵌
合部２と楔部３との連結部分である凹部及び凸部の形態
が第１実施形態と異なる以外は第１実施形態のコンクリ
ートクラック誘発目地材１と同様である。即ち、図５
（ａ）は、楔部３が嵌合部２と連結可能な凸部８’を有
し、嵌合部２が楔部３と連結可能な凹部７’を有し、該
凸部８’及び該凹部７’が略球形状であり、且つ該楔部
３と該嵌合部２とが該凸部８’及び該凹部７’を介して
連結されているコンクリートクラック誘発目地材１’で
ある。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）とは逆に、嵌合
部２が楔部３と連結可能な凸部８”を有し、楔部３が嵌
合部２と連結可能な凹部７”を有し、該凸部８”及び該
凹部７”が略球形状であり、且つ該嵌合部２と該楔部３
とが該凸部８”及び該凹部７”を介して連結されている
コンクリートクラック誘発目地材１’である。

【００２８】また、第３実施形態のコンクリートクラッ
ク誘発目地材１”は、図６に示すように、嵌合部２と楔
部３とが一体である以外は第１実施形態のコンクリート
クラック誘発目地材１と同様である。

【００２９】上記第２実施形態及び第３実施形態は、上
述のように、上記第１実施形態と形態の一部が異なるも
のであり、その他の部分の形態、材質、及び効果につい
ては、上記第１実施形態と全く同様である。

【００３０】また、本発明のコンクリートクラック誘発
目地材は、上述の如く、上記コンクリート壁に配置使用
することにより、良好な止水効果を奏するものである
が、図７に示すように、一次覆工１１のセグメント間に
嵌入される他のセグメントシール材１７と共に使用する
ことにより更に良好な止水効果を奏する。

【００３１】本発明のコンクリートクラック誘発目地材
は、上述したような一次覆工及び二次覆工を有するシー
ルドトンネル等のコンクリート構造物に限られず、種々
のコンクリート構造物に適用することができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明のコンクリートクラック誘発目地
材は、低コストで簡便に製造可能なもので、コンクリー
ト構造物、特にシールド工法によって形成されたトンネ
ルなどの二次覆工コンクリート壁に、容易に配置使用さ
れてコンクリートクラックの発生を効果的に誘発し、効
果的に且つ十分な止水を行うことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のコンクリートクラック誘発目
地材の第１実施形態を示す斜視図である。

【図２】図２は、図１に示す第１実施形態の断面図であ
る。

【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は、図１に示す第１実施
形態の分解断面図である。

【図４】図４は、図１に示す第１実施形態を、一次覆工
及び二次覆工を有するシールドトンネルのコンクリート
壁に適用した状態を示す断面図である。

【図５】図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明のコンクリー
トクラック誘発目地材の第２実施形態を示す断面図であ
る。

【図６】図６は、本発明のコンクリートクラック誘発目
地材の第３実施形態を示す断面図である。

【図７】図７は、図４の状態において、更に、一次覆工
のセグメント間に、セグメントシール材１７を嵌入した
状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 第１実施形態のコンクリートクラック誘発目地材 １’第２実施形態のコンクリートクラック誘発目地材 １”第３実施形態のコンクリートクラック誘発目地材 ２ 嵌合部 ３ 楔部 ４ 本体 ４ａ 嵌合部本体 ４ｂ 楔部本体 ５ 先端部 ６ シール部 ７，７’，７” 凹部 ８，８’，８” 凸部 １０ シールドトンネルのコンクリート壁 １１ 一次覆工 １２ 二次覆工 １３ 一次覆工のセグメント継ぎ目 １４ 誘発されたクラック １５ トンネル内 １６ 地盤 １７ セグメントシール材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリート構造物にクラックの発生を
   誘発させ且つ止水機能を有するコンクリートクラック誘
   発目地材であって、上記コンクリート構造物のセグメン
   ト継ぎ目に嵌合可能な嵌合部と、該嵌合部の反対側に先
   端部を有する略楔形状の楔部とからなり、該楔部の先端
   部を含む少なくとも一部が水膨張性材料で構成されてお
   り、上記嵌合部を上記セグメント継ぎ目に嵌合させ且つ
   上記先端部を上記セグメント継ぎ目と反対方向に向けて
   配置使用され、該先端部の延長方向にクラックの発生を
   誘発させるようになされていることを特徴とするコンク
   リートクラック誘発目地材。
2. 【請求項２】 上記コンクリート構造物が、一次覆工及
   び二次覆工を有するコンクリート構造物であり、上記嵌
   合部が上記一次覆工のセグメント継ぎ目に嵌合され、上
   記二次覆工コンクリート壁にクラックの発生を誘発させ
   るようになされていることを特徴とする請求項１記載の
   コンクリートクラック誘発目地材。
3. 【請求項３】 上記一次覆工及び二次覆工を有するコン
   クリート構造物が、シールドトンネルのコンクリート構
   造物であり、上記先端部をトンネル中心部方向に向けて
   配置使用されることを特徴とする請求項２記載のコンク
   リートクラック誘発目地材。
4. 【請求項４】 上記嵌合部は、上記セグメントと接する
   部分に、水膨張性材料からなるシール部を有することを
   特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のコンクリート
   クラック誘発目地材。
5. 【請求項５】 上記嵌合部及び上記楔部は、相互に連結
   可能な別々の部材からなり、該嵌合部と該楔部とが連結
   されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記
   載のコンクリートクラック誘発目地材。
6. 【請求項６】 上記嵌合部は、上記楔部と連結可能な凹
   部を有し、上記楔部は、上記嵌合部と連結可能な凸部を
   有し、且つ該嵌合部と該楔部とが該凹部及び該凸部を介
   して連結されていることを特徴とする請求項５記載のコ
   ンクリートクラック誘発目地材。