コンクリート構造物用防食部材、コンクリート構造物用防食部材の製造方法、及び、コンクリート構造物

【課題】優れた防食（耐腐食）効果を有するとともに、コンクリート構造物と、防食部材との構造的一体性を、長期間に渡って維持することができる防食部材、防食部材の製造方法、及び、コンクリート構造物を提供する。
【解決手段】本発明に係るコンクリート構造物用防食部材１は、支持体１０と、不織布２０とを含む。支持体１０は、合成樹脂材料を主成分としており、不織布２０は、支持体１０の一面１５上に溶着されている。上述した防食部材１は、排水管、マンホール、及び、浄化処理槽等のコンクリート構造物と組み合わせて用いられる。即ち、本発明に係るコンクリート構造物は、防食部材１と、基体部４とを含む。基体部４は、内周面４０により区画された内部空間を有しており、この内周面４０が、防食部材１によって覆われている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物用防食部材（以下、単に防食部材と称する）、防食部材の製造方法、及び、前記防食部材を用いたコンクリート構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、下水道施設は、下水管路網を構成する排水管と、この下水管路網の保守管理を行うためのマンホール、及び、下水管路網を通じて集水された下水の浄化処理槽などを有し、これらが有機的に接続されて構成されている。これら排水管、マンホール、及び、浄化処理槽などは、通常、コンクリート材料でなる構造物である。
【０００３】
この種のコンクリート構造物は、その使用環境によって表面に腐食等の劣化が生じ易いことが知られている。例えば、下水道施設の管路網には、糞尿等を含む家庭排水、工業設備から排出される各種廃液、さらには硫黄酸化物等を含む雨水が流れており、それら液体から発生する硫化水素ガスにより、排水管、マンホール、及び、浄化処理槽の表面（内周面）が腐食される。また、特に、温泉街の下水管路網には常時大量の温泉排水が流されており、この温泉排水から発生する硫化水素ガスにより、排水管、マンホール、及び、浄化処理槽の表面が腐食される。
【０００４】
上述したコンクリート構造物の腐食問題について、例えば、排水管の内周面に生じた腐食部分を補修せずに放置した場合、周囲からの土圧により腐食部分に亀裂が生じ、この亀裂から漏水事故が生じることとなる。また、マンホールや、浄化処理槽の内周面に生じた腐食部分を補修せずに放置した場合、周囲からの土圧により腐食部分に亀裂が生じ、この亀裂から漏水事故が生じるとともに、最悪の場合には崩落事故が生じる危険性が極めて高くなる。
【０００５】
そこで、従来より、コンクリート構造物の腐食部分を補修するための技術が提案されている。例えば、特許文献１には、プラスチック製の防食部材をマンホールの内部にライニングし、この防食部材の外周面と、マンホールの内周面との相対向面間に接着材（主としてモルタル）を充填して、両者を一体的に結合させるマンホールの補修方法が開示されている。
【０００６】
しかし、特許文献１では、防食部材の外周面と、マンホールの内周面との相対向面間に充填される接着材が、例えばモルタルである場合、モルタルと、防食部材との材質の相違により、防食部材がモルタルから剥離しやすいことが分かった。一方、接着材として合成樹脂系接着材を用いた場合には、接着材と、マンホールとの材質の相違により、接着材がマンホール内周面から剥離しやすいことが分かった。
【０００７】
上述した防食部材と、コンクリート構造物との構造的一体性を確保するため、例えば、特許文献２及び３では、防食部材の外周面に、Ｔ字形状断面のアンカー突起を多数、配置する構造を開示している。
【０００８】
確かに、特許文献２及び３に開示されているように、防食部材が、その外周面にアンカー突起を有している構成によると、アンカー突起が接着材に対してアンカー効果を奏することにより、防食部材と、コンクリート構造物との構造的一体性が一応、確保される。
【０００９】
しかし、実際には、このようなアンカー突起を防食部材の外周面上に多数成形するには、新たな金型が必要になるなど過大な設備投資を強いられ、コスト高を招くこととなる。
【特許文献１】特許第２６４１７１３号公報
【特許文献２】特開２００４−３４７０６５号公報
【特許文献３】特開２００１−２４８１７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、優れた防食（耐腐食）効果を有する防食部材、防食部材の製造方法、及び、コンクリート構造物を提供することである。
【００１１】
本発明のもう１つの課題は、コンクリート構造物と、防食部材との一体性、又は、接着性を、長期間に渡って維持することができる防食部材、防食部材の製造方法、及び、コンクリート構造物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る防食部材は、支持体と、不織布とを含む。支持体は合成樹脂材料を主成分としており、不織布は支持体の一面上に溶着されている。
【００１３】
上述したように、本発明に係る防食部材において、支持体は、合成樹脂材料を主成分としているから、優れた防食（耐腐食）効果を有するとともに、製造（成型）が容易である。
【００１４】
本発明に係る防食部材における最大の特徴の１つは、不織布を有する点にある。即ち、不織布は、繊維を３次元方向に重ね合わせて結合した多孔質構造であって、支持体の一面上に溶着されている。この構造によると、防食部材は、不織布の多孔質構造により、不織布の内部にモルタル等の接着材を含浸させることができるとともに、含浸した接着材に対して不織布の多孔質構造が、優れたアンカー効果を奏する。
【００１５】
しかも、不織布は、支持体の一面上に溶着されている。この構造によると、不織布と、支持体との結合強度が向上する。従って、不織布が支持体から剥離するなどの不都合は生ぜず、不織布のアンカー効果を飛躍的に向上させることができる。
【００１６】
さらに、この種の不織布は、製造、又は、入手が容易であるから製造コストを低減することができる。
【００１７】
本発明に係る防食部材の製造方法は、成形型に不織布を配置し、その後、成形型の内部に合成樹脂材料を充填し、不織布の一面と、これに接触する合成樹脂材料の一面とを熱溶着させる工程を含む。この製造方法によると、上述した利点を全て有する防食部材を容易に、且、安価で製造することができる。
【００１８】
さらに、上述した防食部材は、排水管、マンホール、及び、浄化処理槽等のコンクリート構造物と組み合わせて用いられる。即ち、本発明に係るコンクリート構造物は、防食部材と、基体部とを含む。基体部は、内周面により区画された内部空間を有しており、この内周面が、防食部材によって覆われている。この構造によると、防食部材の利点を全て有するコンクリート構造物を提供することができる。
【００１９】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面は、単に、例示に過ぎない。
【発明の効果】
【００２０】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）優れた防食（耐腐食）効果を有する防食部材、防食部材の製造方法、及び、コンクリート構造物を提供することができる。
（２）コンクリート構造物と、防食部材との構造的一体性を、長期間に渡って維持することができる防食部材、防食部材の製造方法、及び、コンクリート構造物を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明の一実施形態に係る防食部材の平面図、図２は図１に示した防食部材の側面図、図３は図１に示した防食部材の部分断面図である。図１乃至図３を参照すると、本発明の一実施形態に係る防食部材は、支持体１０と、不織布２０とを含む。
【００２２】
支持体１０は、好ましくはポリプロピレン（ＰＰ）等の耐腐食性を有する合成樹脂材料（プラスチック材料）を主成分とし、一面１５と、他面１６とを有する板状成型体である。
【００２３】
不織布２０は、好ましくは綿状不織布であって、繊維を３次元方向に重ね合わせて結合した多孔質構造を有しており、内部にモルタル等の接着材が含浸可能な空間を有している。不織布２０の厚み寸法Ｈ１は、好ましくは０．５〜３．０ｍｍ程度であって、より好ましくは０．５〜１．０ｍｍ程度である。
【００２４】
不織布２０は、好ましくは支持体１０と同一の合成樹脂材料を主成分とし、支持体１０の一面１５に一体的に溶着されている。より詳細に説明すると、支持体１０の一面１５と、一面１５に向かい合う不織布２０の面との相対向部分（接触面部分）には、支持体１０と、不織布２０とが相互に溶融して結合された溶着層２００が介在しており、この溶着層２００により支持体１０と、不織布２０とが一体的に結合されている（図３参照）。
【００２５】
図１乃至図３を参照して説明した防食部材において、支持体１０は、合成樹脂材料を主成分としているから、優れた防食（耐腐食）効果を有する。しかも、支持体１０は、板状体であって、量産性に富む形状であるから、製造コストを低減することができるとともに、嵩張らない態様で迅速、且、大量に輸送することができる。
【００２６】
図１乃至図３を参照して説明した防食部材における特徴の１つは、不織布２０を有する点にある。不織布２０は、繊維を３次元方向に重ね合わせて結合した多孔質構造を有しており、内部にモルタル等の接着材が含浸可能な空間を有している。この構造によると、不織布２０の内部にモルタル等の接着材を含浸させることができるとともに、含浸した接着材に対して不織布２０の多孔質構造が、優れたアンカー効果を奏することができる。
【００２７】
ここで、不織布２０の厚み寸法Ｈ１は、好ましくは０．５〜３．０ｍｍ程度、より好ましくは０．５〜１．０ｍｍ程度である。不織布２０の厚み寸法Ｈ１が０．５ｍｍより薄いと、不織布２０の内部に接着材が含浸したとしても、充分なアンカー効果を確保することが困難になる。一方、不織布２０の厚み寸法Ｈ１が３．０ｍｍより厚くなると、不織布２０の内部へ、接着材を含浸させることが困難になる。その結果、不織布２０の厚み寸法Ｈ１の内部に接着材が含浸していない領域（非含浸領域）が生じやすくなり、不織布２０に外的圧力が加えられた場合に、非含浸領域を境に破断事故が生じるなど、不織布２０のアンカー効果の信頼性に問題が生じる。また、接着材としてモルタルを用いる場合に、不織布２０の厚み寸法Ｈ１が３．０ｍｍより厚くなると、不織布２０の表面でモルタルがセメント成分と水分とに濾過（分離）されてしまう傾向にあり、アンカー効果の信頼性に問題が生じる。
【００２８】
不織布２０は、支持体１０の一面１５上に一体的に溶着されている。溶着は、合成樹脂で構成された支持体１０の熱溶着性を利用する。この構造によると、不織布２０と、支持体１０との結合強度が向上する。従って、不織布２０が支持体１０から剥離するなどの不都合は生ぜず、不織布２０のアンカー効果を飛躍的に向上させることができる。
【００２９】
図１乃至図３を参照して説明した防食部材の支持体１０と、不織布２０との熱溶着構造について、さらに図４及び図５に係る防食部材の製造方法を参照して説明する。図４及び図５において、図１乃至図３に図示した構成部分と同一の構成部分には、同一の参照符号を付す。
【００３０】
図４及び図５に示す防食部材の製造方法に用いられている成形装置３は、いわゆる射出成形装置３であって、可動側金型３１と、固定側金型３２とを有している。固定側金型３２は、成形面３２０に、加熱筒（図示しない）において熱溶融された合成樹脂材料１０を射出するためのノズル３２１を有している。以下、説明の都合上、ＰＰ等の熱可塑性プラスチックを、合成樹脂材料１０として用いた場合の例を説明する。
【００３１】
まず、図４に示す工程を参照すると、可動側金型３１の成形面３１０と、固定側金型３２の成形面３２０とによって区画された成形空間３０の内部において、予め可動側金型３１の成形面３１０の形状に裁断加工した不織布２０を配置する。不織布２０は、合成樹脂材料１０と同一材料を用いることが好ましい。
【００３２】
次に、図５に示す工程を参照すると、図４に示した工程の後、成形空間３０に、加熱筒（図示しない）によって熱溶融された合成樹脂材料１０を充填する。ここで、硬化前の合成樹脂材料１０の余熱を利用して、不織布２０の一面と、これに接触する合成樹脂材料１０の一面とを一体的に熱溶着させる。図示していないが、さらに加圧処理、及び、冷却処理を経て、不織布２０が合成樹脂材料１０の一面上に溶着した状態で、合成樹脂材料１０が支持体１０に硬化され、その後、可動側金型３１と、固定側金型３２とを再び分離し、成形品（防食部材）を脱型する。
【００３３】
図４及び図５を参照して説明した製造方法によると、図１乃至図３を参照して説明した利点を全て有する防食部材を、安価で製造することができる。例えば、本発明に係る防食部材は、支持体１０を成形するための既存の成形装置に対し、予め不織布２０を配置することで製造可能である。即ち、新たな金型を準備する必要が無いから、過大な設備投資を強いられることがなく、製造コストを低減することができる。
【００３４】
さらに、この種の不織布２０は、製造、又は、入手が容易であるから防食部材の製造コストを低減することができる。
【００３５】
図１乃至図５を参照して説明した防食部材は、コンクリート構造物と組み合わせて用いられる。図６は本発明の一実施形態に係るコンクリート構造物の部分断面図、図７は図６に示したコンクリート構造物の一部を拡大した図である。図６及び図７において、図１乃至図５に図示した構成部分と同一の構成部分には、同一の参照符号を付す。
【００３６】
なお、図６及び図７に示すコンクリート構造物は、所謂、浄化処理槽であるが、これは例示に過ぎない。本発明に係る防食部材を用いたコンクリート構造物は、浄化処理槽以外にも、排水管や、マンホールなど（図８及び図９参照）、その使用環境によって表面に腐食等の劣化が生じる全てのコンクリート構造物を含む。
【００３７】
図６及び図７を参照すると、本発明の一実施形態に係るコンクリート構造物（以下、説明の都合上、浄化処理槽と称する）は、図１乃至図５を参照して説明した防食部材１と、基体部４と、接着材５とを含む。
【００３８】
基体部４は、排水管７１を通じて集水された下水９を浄化処理するための水槽であって、コンクリート材料を主成分とし、グランドライン６の地下に、内周面４０により区画された内部空間（下水処理空間）を有している。下水９は、浄化処理された後、排水管７２を通じて次の浄化処理段階に送水される。
【００３９】
浄化処理槽は、複数の防食部材１を含む。防食部材１のそれぞれは、図１乃至図５を参照して説明したものでなり、複数が内周面４０に沿って連続して配置され、内周面４０を被覆している。
【００４０】
接着材５は、例えばモルタルなどであって、基体部４の内周面４０と、防食部材１の一面１５との相対向面間（隙間Ｇ）、及び、腐食部分４５を除去した後の内周面４０の凹凸部分に充填され、不織布２０の内部に含浸している。
【００４１】
図６及び図７を参照して説明した浄化処理槽の構造によると、図１乃至図５を参照して説明した防食部材１の利点を全て有することができる。例えば、浄化処理槽は、不織布２０の内部に含浸した接着材５のアンカー効果により、防食部材１と、基体部４との一体性を、長期間に渡って維持することができる。
【００４２】
支持体１０は、好ましくはポリプロピレン（ＰＰ）等の耐腐食性を有する合成樹脂材料を主成分としているから、防食部材１は、基体部４に内装された後にも、浄化処理槽内に継続して発生する硫化水素ガスに対して、優れた防食（耐腐食）効果を有することができる。
【００４３】
図８は、本発明に係るコンクリート構造物のもう１つの実施形態を示す断面図である。図８において、図１乃至図７に図示した構成部分と同一の構成部分には、同一の参照符号を付す。なお、図８に示すコンクリート構造物は、所謂、排水管（図７、図９参照）である。
【００４４】
図８に示すコンクリート構造物（以下、説明の都合上、排水管と称する）は、防食部材１が筒状成型体である点に特徴の１つがある。この点、図１乃至図７を参照して説明したように、本発明に係る防食部材の特徴の１つは、支持体１０に不織布２０が溶着されている構成により、不織布２０の内部に含浸した接着材に対して不織布２０の多孔質構造が、優れたアンカー効果を奏する点にある。従って、不織布２０の土台となる支持体１０の形状は、基体部４の具体的な形状に追従して設定することができる。
【００４５】
具体的に図８を参照すると、本発明の一実施形態に係る排水管において、基体部４は、下水管路網を構成する管体であって、内周面４０により区画された貫通空間（下水９の流下空間）を有している。
【００４６】
防食部材１の支持体１０は、合成樹脂材料を主成分とする筒状成型体であって、不織布は、支持体１０の一面１５（外周面１５）上に溶着されている。防食部材１は、基体部４の内部に配置されており、内周面４０を被覆している。
【００４７】
接着材５は、例えばモルタルなどであって、基体部４の内周面４０と、防食部材１の一面１５との相対向面間、及び、腐食部分４５を除去した後の内周面４０の凹凸部分に充填され、不織布２０の内部に含浸している。
【００４８】
上述したように図８を参照して説明した排水管の構造によると、図１乃至図７を参照して説明した防食部材１の利点を全て有することができる。例えば、排水管は、不織布２０の内部に含浸した接着材５のアンカー効果により、防食部材１と、基体部４との一体性を、長期間に渡って維持することができる。
【００４９】
支持体１０は合成樹脂材料を主成分とするから、図８に示すような筒状成型体の他にも、基体部４の形状に追従して様々な形状をとることができる。しかも、不織布２０は、多孔質構造であるから、支持体１０の形状の変化に容易に追従することができる。
【００５０】
さらに、支持体１０は、好ましくはポリプロピレン（ＰＰ）等の耐腐食性を有する合成樹脂材料を主成分としているから、防食部材１は、基体部４に内装された後にも、排水管内に継続して発生する硫化水素ガスに対して、優れた防食（耐腐食）効果を有することができる。
【００５１】
図９は本発明に係るコンクリート構造物のもう１つの実施形態を示す正面断面図、図１０は図９に示したコンクリート構造物の平面断面図である。図９及び図１０において、図１乃至図８に図示した構成部分と同一の構成部分には、同一の参照符号を付す。なお、図９及び図１０に示すコンクリート構造物は、所謂マンホールである。
【００５２】
図９及び図１０に示すコンクリート構造物は、基体部４の内部空間において、複数の防食部材１が組み合わされ筒状体１００を構成している点に特徴の１つがある。この構造によると、図１乃至図８を参照して説明した防食部材１の利点を全て有するマンホールを提供することができるとともに、効率よく腐食部分の補修を行うことができる。
【００５３】
図１１乃至図１３は、図９及び図１０に示したコンクリート構造物（マンホール）の製造方法を示す図である。図１１乃至図１３において、図１乃至図１０に図示した構成部分と同一の構成部分には、同一の参照符号を付す。
【００５４】
まず、図１１を参照すると、基体部４の内周面４０に生じた腐食部分４５を、好ましくは高圧水洗浄により除去する。腐食部分４５を除去した後の内周面４０の凹凸部分には、エポキシ樹脂等の合成樹脂材料や、モルタル等の補修剤を充填して、補強してもよい。
【００５５】
次に、図１２を参照すると、図１１に示した工程の後、複数の防食部材１を基体部４の内部空間に搬入し、基体部４の内周面４０と、防食部材１の一面１５との相対向面間に隙間Ｇが生じるように、複数の防食部材１を筒状体１００に組み立てる。この筒状体１００の組み立て作業によって、基体部４のすべての内周面４０が筒状体１００で被覆される。
【００５６】
次に、図１３を参照すると、図１２に示した工程の後、基体部４の内周面４０と、防食部材１の一面１５との相対向面間の隙間Ｇに、例えばモルタルなどの接着材５を充填する。接着材５は、隙間Ｇ、及び、腐食部分４５を除去した後の内周面４０の凹凸部分を埋めるとともに、不織布２０に含浸した状態で、養生期間を経て硬化される。
【００５７】
上述した構造によると、防食部材１の利点を全て有するとともに、接着材５に対する不織布２０のアンカー効果により、防食部材１と、基体部４との一体性を、長期間に渡って維持し、周囲からの土圧に対抗しうるだけの構造的強度を有するマンホールを提供することができる。
【００５８】
また、本発明の一実施形態に係るマンホールに用いられる筒状体１００は、複数の防食部材１の組み立て構造である。従って、防食部材１のそれぞれは、小型化及び軽量化が可能であるから、マンホール内に筒状体１００を形成する作業の高効率化が図られる。
【００５９】
図１４は本発明に係るコンクリート構造物に用いられる防食部材について、もう一つの実施形態を示す平面断面図である。図１４において、図１乃至図１３に図示した構成部分と同一の構成部分には、同一の参照符号を付す。
【００６０】
図１４は、複数の防食部材１を角筒形形状に組み合わせた実施形態である。図１乃至図１３を参照して説明したように、本発明に係る防食部材１における最大の特徴の１つは、支持体１０の一面１５（外周面１５）に不織布２０が溶着されている構成により、接着材５に対して優れたアンカー効果を奏する点にある。従って、支持体１０は、コンクリート構造物の形状に追従して様々な形状をとることができる。しかも、不織布２０は、多幸質構造であるから、支持体１０の形状の変化に容易に追従して、優れたアンカー効果を奏することができる。
【００６１】
図１５は、本発明に係るコンクリート構造物のもう１つの実施形態を示す正面断面図である。図１５において、図１乃至図１４に図示した構成部分と同一の構成部分には、同一の参照符号を付す。
【００６２】
図１乃至図１４に示した防食部材１は、基本的にコンクリート構造物の再構築工法を前提として用いられるものであるが、周知のコンクリート構造物の腐食問題を踏まえ、少なくとも今後、新設されるコンクリート構造物を製造する場合には、予め腐食対策を施すことができる。例えば、図１５に示すコンクリート構造物は、所謂マンホールであって、防食部材１と、基体部４とを含む。基体部４は、コンクリート材料を主成分とし、内周面により区画された内部空間を有している。
【００６３】
防食部材１は、筒状体を構成した支持体１０の外周面に不織布２０が溶着されており、この不織布２０が基体部４の内部に埋設されている。この構造によると、予め、基体部４の内部が防食部材１で保護されたコンクリート構造物を提供することができる。
【００６４】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種種の変形態様を採り得ることは自明である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態に係る防食部材の平面図である。
【図２】図１に示した防食部材の側面図である。
【図３】図１に示した防食部材の部分断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る防食部材の製造方法を示す図である。
【図５】図４に示した工程の後の工程を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るコンクリート構造物の部分断面図である。
【図７】図６に示したコンクリート構造物の一部を拡大した図である。
【図８】本発明に係るコンクリート構造物のもう１つの実施形態を示す断面図である。
【図９】本発明に係るコンクリート構造物のもう１つの実施形態を示す正面断面図である。
【図１０】図９に示したコンクリート構造物の平面断面図である。
【図１１】図９及び図１０に示したコンクリート構造物の製造方法を示す図である。
【図１２】図１１に示した工程の後の工程を示す図である。
【図１３】図１２に示した工程の後の工程を示す図である。
【図１４】本発明に係るコンクリート構造物に用いられる防食部材について、もう一つの実施形態を示す平面断面図である。
【図１５】本発明に係るコンクリート構造物のもう１つの実施形態を示す正面断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１防食部材
１０基体部
１５基体部の一面
２０不織布
２００溶着層
４基体
４０内周面
４５腐食部分
５接着材

【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体と、不織布とを含むコンクリート構造物用防食部材であって、
前記支持体は、合成樹脂材料を主成分としており、
前記不織布は、前記支持体の一面上に溶着されている、
コンクリート構造物用防食部材。
【請求項２】
請求項１又は２に記載されたコンクリート構造物用防食部材の製造方法であって、まず、成形型に不織布を配置し、その後、成形型の内部に合成樹脂材料を充填し、前記不織布の一面と、これに接触する前記合成樹脂材料の一面とを一体的に熱溶着させる工程を含む、
コンクリート構造物用防食部材の製造方法。
【請求項３】
コンクリート構造物用防食部材と、基体部とを含むコンクリート構造物であって、
前記コンクリート構造物用防食部材は、請求項１に記載されたものでなり、
前記基体部は、内周面により区画された内部空間を有しており、前記内周面が、前記コンクリート構造物用防食部材によって覆われている、
コンクリート構造物。

【図１】