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コンクリート管の製造方法
説明

コンクリート管の製造方法

【課題】コンクリートの内側に配される合成樹脂管とコンクリートの外側に配される鋼管との双方に適切な膨張圧を作用させることのできるコンクリート管の製造方法を提供する。
【解決手段】内周面に合成樹脂が具備され、外周面に鋼材が具備されたコンクリート管を作製する、コンクリート管の製造方法であって、該コンクリート管の内面を構成する合成樹脂からなる内側の枠と、コンクリート管の外面を構成する鋼材からなる外側の枠と、両者の隙間を内側領域と外側領域とに区画する繊維シートとを配置し、膨張材の含有量の異なる第一の生コンクリートおよび第二の生コンクリートを、前記内側領域および外側領域に各々打設する。前記内側領域に打設される第一の生コンクリートとして、前記外側領域に打設される第二の生コンクリートよりも膨張材を多く含有するものを用いる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コンクリート管の製造方法に関し、内周面に合成樹脂が具備され且つ外周面に鋼材が具備されたコンクリート管を作製する、コンクリート管の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
斯かるコンクリート管の製造方法としては、内周面を構成させる合成樹脂からなる内側の枠と、外周面を構成させる鋼材からなる外側の枠との間に、生コンクリートを打設してコンクリート層を形成しコンクリート管を作製する方法(例えば、特許文献1)が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008−194881号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記特許文献1記載のコンクリート管の製造方法では、合成樹脂からなる内側の枠と、鋼材からなる外側の枠と、その間を充たすコンクリートとを一体化させるべく、膨張材の配合されたコンクリートが使用されている。即ち、充填されたコンクリートを膨張させ、内側の合成樹脂管と外側の鋼管との両方に圧力をかけることにより、合成樹脂管とコンクリートと鋼管とが互いに圧接させ、ズレが生じにくいものとしている。
【0005】
しかしながら、コンクリートの内側に配される合成樹脂管とコンクリートの外側に配される鋼管とでは、コンクリートの膨張によって作用する圧力が異なるため、一方にかかる圧力が適切であったとしても他方にかかる圧力が過小又は過大となる場合があった。
【0006】
本発明の課題は、上記問題点及び要望に鑑み、コンクリートの内側に配される合成樹脂管とコンクリートの外側に配される鋼管との双方に適切な膨張圧を作用させることのできるコンクリート管の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、内周面に合成樹脂が具備され、外周面に鋼材が具備されたコンクリート管を作製する、コンクリート管の製造方法であって、
該コンクリート管の内面を構成する合成樹脂からなる内側の枠と、コンクリート管の外面を構成する鋼材からなる外側の枠と、両者の隙間を内側領域と外側領域とに区画する繊維シートとを配置し、
膨張材の含有量の異なる第一の生コンクリートおよび第二の生コンクリートを、前記内側領域および外側領域に各々打設することを特徴とするコンクリート管の製造方法にある。
【0008】
斯かるコンクリート管の製造方法によれば、一方の生コンクリート(第一の生コンクリート若しくは第二の生コンクリート)の硬化を待たずに他方の生コンクリートを打設しても、或いは第一の生コンクリートと第二の生コンクリートとの両方を同時に打設しても、前記繊維シートにより、第一の生コンクリートと第二の生コンクリートとが混ざってしまうのが抑制され得る。また、膨張材の含有量の異なる第一のコンクリートおよび第二のコンクリートを、前記内側領域および外側領域に各々打設することにより、コンクリートの内側に配される合成樹脂管とコンクリートの外側に配される鋼管に異なる膨張圧を作用させることができる。
従って、コンクリート管に対し、コンクリートの内側に配される合成樹脂管とコンクリートの外側に配される鋼管との双方に適切な膨張圧を作用させることができる。
【0009】
また、本発明に係るコンクリート管の製造方法においては、好ましくは、前記内側領域に打設される第一の生コンクリートとして、前記外側領域に打設される第二の生コンクリートよりも膨張材を多く含有するものを用いる。
【0010】
斯かるコンクリート管の製造方法によれば、コンクリートの内側に配される合成樹脂管に対して膨張力が樹脂管方向により強力に作用し、合成樹脂管とコンクリートとの一体性をより一層高めつつ安価なコンクリート管を製造できるという利点がある。
【0011】
前記内側領域に打設される第一の生コンクリートとして、前記外側領域に打設される第二の生コンクリートよりも膨張材を多く含有するものを用いるコンクリート管の製造方法においては、好ましくは、前記内側領域に打設される第一の生コンクリートとして、コンクリート1m3 当たり膨張材が80〜120kg含有されているものを用いる。
【0012】
斯かるコンクリート管の製造方法によれば、前記内周面側のコンクリート層を形成するための生コンクリートとして、生コンクリート1m3 当たり膨張材が80kg以上含有されているものを用いることにより、コンクリート層に微細なひび割れを生じ難い程度でしかも合成樹脂管に適切な膨張圧を作用させることができるという利点がある。
また、前記内周面側のコンクリート層を形成するための生コンクリートとして、生コンクリート1m3 当たり膨張材が120kg以下含有されているものを用いることにより、内周面側のコンクリート層が膨張崩壊し難い程度でしかも合成樹脂管に適切な膨張圧を作用させることができるという利点がある。
【0013】
さらに、本発明に係るコンクリート管の製造方法においては、好ましくは、前記繊維シートとして、目開きが5mm以下であるものを用いる。
【0014】
斯かるコンクリート管の製造方法によれば、前記繊維シートの繊維と繊維との隙間が狭まるため、一方の生コンクリート(第一の生コンクリート若しくは第二の生コンクリート)の硬化を待たずに他方の生コンクリートを打設しても、或いは第一の生コンクリートと第二の生コンクリートとの両方を同時に打設しても、前記繊維シートにより、第一の生コンクリートと第二の生コンクリートとが混ざってしまうのがより一層抑制され得る。
従って、コンクリートの内側に配される合成樹脂管とコンクリートの外側に配される鋼管との双方により一層適切な膨張圧を作用させることができる。
【発明の効果】
【0015】
以上のように、本発明によれば、コンクリートの内側に配される合成樹脂管とコンクリートの外側に配される鋼管との双方に適切な膨張圧を作用させることのできるコンクリート管の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】膨張材量に対する増加率。
【図2】試験例5〜8の生コンクリートの測長材齢に対する膨張率。
【図3】試験例5〜8の生コンクリートの測長材齢に対する圧縮強度。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。
【0018】
本発明に係るコンクリート管の製造方法は、内周面に合成樹脂が具備され、外周面に鋼材が具備されたコンクリート管を作製する方法である。
また、本発明に係るコンクリート管の製造方法は、該コンクリート管の内面を構成する合成樹脂からなる内側の枠と、コンクリート管の外面を構成する鋼材からなる外側の枠と、両者の隙間を内側領域と外側領域とに区画する繊維シートとを配置し、膨張材の含有量の異なる第一の生コンクリートおよび第二の生コンクリートを、前記内側領域および外側領域に各々打設する方法である。
【0019】
前記合成樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂である、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂、ABS樹脂、AS樹脂等からなるものを使用することができる。該合成樹脂は、製造するコンクリート管の用途に応じて選択される。
【0020】
前記鋼材としては、例えば、ステンレス鋼、鉄等からなるものを使用することができる。
【0021】
前記繊維シート配置工程では、所定形状の内枠と外枠との隙間を前記内側領域と前記外側領域とに区画するよう鉄筋を配置し該鉄筋に前記繊維シートを巻き付けることにより、内枠と外枠との隙間を内側領域と外側領域とに区画するよう繊維シートを配置する。
【0022】
前記繊維シートは、特に限定されるものではないが、該繊維シートとしては、ガラス繊維、ビニロン繊維、アラミド繊維、ポリオレフィン繊維、アクリル繊維、炭素繊維等の繊維で形成されるものを用いることができる。
【0023】
前記繊維シートとしては、好ましくは、目開きが5mm以下であるものを用い、より好ましくは、目開きが1〜5mmの範囲内であるものを用いる。
【0024】
また、前記繊維シートとしては、好ましくは、引張弾性係数が105 kgf/cm2 以上であるものを用い、より好ましくは、引張弾性係数が106 kgf/cm2 以上であるものを用いる。本実施形態に係るコンクリート管の製造方法は、引張弾性係数が105 kgf/cm2 以上である繊維シートを用いることにより、強度が高いコンクリート管を作製することができるという利点がある。
【0025】
前記打設工程では、膨張材の含有量の異なる第一の生コンクリートおよび第二の生コンクリートを、前記内側領域および外側領域に各々打設する。
【0026】
また、前記打設工程では、好ましくは、前記第一の生コンクリートとして、前記第二の生コンクリートよりも膨張材を多く含有するものを用いる。
【0027】
さらに、前記打設工程では、より好ましくは、前記内周面側のコンクリート層を形成するための生コンクリートとして、生コンクリート1m3 当たり膨張材が80〜120kg含有されているものを用いる。
【0028】
また、前記打設工程では、前記内周面側のコンクリート層を形成するための生コンクリートとして、コンクリートの膨張量が150×10-6〜1000×10-6となるように膨張材が含有されてなるものを用いることが好ましく、コンクリートの膨張量が500×10-6〜800×10-6となるように膨張材が含有されてなるものを用いることがより好ましい。コンクリートの膨張量が上記範囲であれば、コンクリートが該膨張材に作用によって適度に膨張し、合成樹脂とコンクリートがより一層良好に一体化されたものとなる。特に、硬化後のコンクリートの長さ変化が、三ヶ月後においても収縮ではなく膨張側にあることが、特に優れた効果を発揮しうる。
尚、コンクリートの膨張量は、前記JIS A 6202 附属書2「膨張コンクリートの拘束膨張及び収縮試験方法」のB法に基づいて得られた「長さ変化率Lr (%)」を割合に換算した値、即ち、該「長さ変化率Lr (%)」を更に100で除した値をいう。
【0029】
前記膨張材は、特に限定されるものではないが、該膨張材としては、カルシウムサルホアルミネート系、生石灰系の膨張材が1種又は2種以上混合されたものを使用することができる。
【0030】
前記打設工程で打設する生コンクリートとしては、好ましくは、スランプフローが65cm以上の高流動コンクリートを用いる。
尚、スランプフローが65cm以上である高流動コンクリートとは、フレッシュ状態のコンクリートをJIS A 1150の「コンクリートのスランプフロー試験方法」に規定された方法でスランプフローを測定し、得られた測定結果の数値を平均した値が、65cm以上となるコンクリートである。従って、例えば、上記JIS記載の試験方法で得られた測定結果が、70.0×69.0(cm×cm)のスランプフローであった場合には、その平均値である69.5(cm)が本発明におけるスランプフローとなる。
【0031】
前記打設工程では、好ましくは、スランプフローが65cm以上である高流動コンクリートとして、スランプフローが50cmに到達する時間(本発明において、スランプフロー50cm到達時間ともいう)が5〜10秒であるものを用いる。斯かる性状の高流動コンクリートを使用すると、材料分離を起こすことなく型枠内に該コンクリートを均一且つ速やかに充填することができる。
【0032】
前記生コンクリートに含まれるセメントは、特に限定されるものではないが、該セメントとしては、普通、早強、超早強、白色、耐流酸塩、中庸熱、低熱などの各種ポルトランドセメントや、ジェットセメント、アルミナセメントなどの特殊セメントを挙げることができる。
【0033】
前記生コンクリートの構成は、特に限定されるものではないが、前記生コンクリートとしては、前記膨張材以外の混和材や混和剤が含有されたものを用いることができる。
前記膨張材以外の混和材としては、シリカフューム、フライアッシュ、高炉スラグ微粉末等が挙げられる。
前記混和剤としては、減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤等が挙げられる。
【0034】
本実施形態に係るコンクリート管の製造方法では、好ましくは、前記生コンクリートとして、シリカフュームが含有されたものを用いる。
【0035】
本実施形態に係るコンクリート管の製造方法では、シリカフュームが含有された生コンクリートを用いる場合、好ましくは、セメントの5〜25重量%を置換した量のシリカフュームが含有されたものを用い、より好ましくは、10〜20重量%を置換した量のシリカフュームが含有されたものを用いる。
【0036】
前記シリカフュームは、特に限定されるものではないが、該シリカフュームとしては、二酸化ケイ素を主成分とし且つ酸化ジルコニウムを含有するもの(以下、特定シリカフュームともいう)を好適に使用することができる。該特定シリカフュームは、主としてジルコニアの製造工程に於いて副生するシリカフュームとして得られ、従来の一般的なシリカフュームと比較して平均粒径が大きく、pHの小さいものである。よって、このような特定シリカフュームは、その殆どの粒子が一次粒子の状態で存在し、凝集しにくいという特性を有するとともに、コンクリートの凝結遅延作用が適度に発揮され、流動性が低下しにくいという効果を有している。
【0037】
該特定シリカフュームは、その製法や原料物質等については特に限定されるものではないが、該特定シリカフュームとしては、主に、ジルコニアの製造工程に於いて副生するものを好適に使用することができる。また、該特定シリカフュームは、JIS A 6207「コンクリート用シリカフューム」に規定された品質を満足する必要はない。
【0038】
また、特定シリカフュームの主成分である二酸化ケイ素の量は、好ましくは85重量%以上であり、より好ましくは90重量%以上である。また、該特定シリカフュームの一成分である酸化ジルコニウムの含有量は、好ましくは、1〜10重量%であり、より好ましくは3〜5重量%である。
【0039】
また、該特定シリカフュームは、好ましくは、比表面積が10m2/g以下、より好ましくは9m2/g以下である。従来、セメント用混和材として一般的に使用されているシリカフュームが比表面積が15m2/g以上のものであるのに対し、該特定シリカフュームは、上記のような比較的小さい比表面積を有するものである。
【0040】
また、前記特定シリカフュームは、好ましくは、平均粒径が0.5〜1.5μmであり、より好ましくは、0.8〜1.2μmである。該特定シリカフュームの平均粒径が上記のような範囲であれば、該特定シリカフュームの凝集が抑制されてコンクリート中への分散性が良好となり、膨張材と併用する場合においても所定の流動性を発揮し易いという効果があり、しかも従来のシリカフュームと同様、マイクロフィラー効果とポゾラン反応によって緻密で強度の高いコンクリートを製造することが可能となる。
【0041】
尚、シリカフュームの平均粒径は、セメント協会「標準試験方法(CAJS K−03−1982/エア・ジェット式ふるい装置による粉末度試験方法)」に基づいて測定されるものである。
【0042】
前記打設工程に於いて、シリカフュームが配合されるものを用いる場合、該シリカフュームとしては、好ましくは、pHが2.5〜6.5のもの、より好ましくは4.0〜5.0のものを使用する。シリカフュームのpHが上記のような範囲であれば、コンクリートの凝結遅延作用が適度に発揮されるため、フローロスが少なくなり、施工時における作業性が改善されるとともに、より一層緻密で高強度のコンクリートを製造できるという効果がある。
尚、シリカフュームのpHは、JIS Z 8802−1986「pH測定法」に基づいて測定されるものである。
【0043】
前記生コンクリートとしては、好ましくは、水/結合材比が40%以下となる量のものを用い、より好ましくは、水/結合材比が10〜30%となる量のものを用い、より好ましくは、水/結合材比が15〜20%以下となる量のものを用いる。
斯かる範囲の水/結合材比とすることにより、型枠への充填時においては優れた自己充填性を維持しつつ、充填した後には短時間での脱型が可能となり、しかも製造されたコンクリート製品は圧縮強度及び外圧強度の高いものとなる。
特に、水/結合材比を15〜20%として高強度のコンクリート管を製造することにより、製造されたコンクリート管は、推進管工法を採用して地中に敷設することが可能なものとなる。
尚、水/結合材比とは、セメント及び混和材の合計重量に対する水の重量比(%)のことを意味する。
【0044】
前記生コンクリートを調製するに際しては、上記のような各種材料を、従来公知の各種コンクリートミキサを用いて混練りする。
【0045】
前記打設工程では、好ましくは、前記第一の生コンクリートとして、前記第二の生コンクリートよりも耐酸性を有するものを用いる。
尚、耐酸性を有するものとは、硫酸、硝酸、塩酸等の酸によって腐食され難いものを意味し、例えば、JIS原案「コンクリートの溶液浸漬による耐薬品性試験方法(案)」の試験によって酸による腐食が少ないものを意味し、また、例えば、耐硫酸塩ポルトランドセメントやポリマーディスパージョンが多く含有されたものを意味する。
【0046】
本実施形態に係るコンクリート管の製造方法では、前記打設工程を実施後、外枠と内枠とを静置させたままコンクリートを硬化させて成形する成形工程を実施する。
但し、前記成形工程では、コンクリート表面に角欠けや豆板、す等が生じるのを確実に防止する観点から、材料分離が生じない範囲で外枠と内枠とに振動を加えてコンクリートを硬化させても良い。
【0047】
また、本実施形態に係るコンクリート管の製造方法では、コンクリートを養生する養生工程を実施することにより、所定形状のコンクリート管を得ることができる。
【0048】
尚、本発明に係るコンクリート管の製造方法は、上記構成に限定されず、適宜設計変更可能である。
【0049】
例えば、本発明に係るコンクリート管の製造方法は、外枠と内枠との隙間に予め鉄筋を配し、その後打設工程を実施することにより、鉄筋入りのコンクリート管を成形することも可能である。
【実施例】
【0050】
次に、実施例および比較例を挙げて本発明についてさらに具体的に説明する。
【0051】
(1)繊維シートの遮断性(通過性)について
下記表1に示した材料を下記表2に示す配合で、容量55リットルの2軸強制練りミキサを用いて練り混ぜ、生コンクリートを調製した。
【0052】
【表1】

【0053】
【表2】

【0054】
(試験例1)
上面が開口している箱(100cm(高さ)×50cm(横)×5cm(幅))を作製した。この箱は、側面のうち一面(100cm(高さ)×50cm(横))を繊維シートを用いて、他の面を鋼材を用いて作製した。
次に、この箱に前記調整した生コンクリートを70kg打設し、打設して10分間経過した時点で、繊維シートを通過して箱から漏れ出た生コンクリートの量を測定し、通過率を算出した。ここで、通過率は、下記式(1)により算出した。
通過率(%)=(箱から漏れ出た生コンクリートの量(kg)/打設した生コンクリートの量(kg))×100
尚、繊維シートとして、太さが1mmの繊維で形成され且つ繊維と繊維との間の隙間が5×5mmのガラス繊維シート(目開きが5mmのガラス繊維シート)(日本電気硝子社製、ARGファイバLS150)を用いた。
【0055】
(試験例2)
繊維シートとして、太さが2mmの繊維で形成され且つ繊維と繊維との間の隙間が11×13mmのガラス繊維シート(日本電気硝子社製、ARGファイバLW220)を用いたこと以外は、試験例1と同様にして通過率を算出した。
【0056】
(試験例3)
繊維シートとして、太さが2mmの繊維で形成され且つ繊維と繊維との間の隙間が25×25mmのガラス繊維シート(日本電気硝子社製、ARGファイバLW110)を用いたこと以外は、試験例1と同様にして通過率を算出した。
【0057】
(試験例4)
繊維シートとして、太さが3mmの繊維で形成され且つ繊維と繊維との間の隙間が13×30mmのガラス繊維シート(日本電気硝子社製、ARGファイバLW330)を用いたこと以外は、試験例1と同様にして通過率を算出した。
【0058】
試験例1〜4の通過率を表3に示す。
【0059】
【表3】

【0060】
目開きが5mm以下である繊維シートを用いて実験を実施した試験例1は、他の試験例2〜4よりも、通過率が顕著に低減されることが確認できた。
【0061】
(2)外圧強度試験、膨張量の測定、および圧縮強度試験
上記表1に示した材料を下記表4に示す配合で、容量55リットルの2軸強制練りミキサを用いて練り混ぜ、生コンクリートを調製した。
【0062】
【表4】

【0063】
(外圧強度試験)
コンクリート管の内面側を構成させる塩化ビニル管(外径:114mm、管の厚み:3.1mm、有効長:300mm)からなる内側の枠と、コンクリート管の外面側を構成させる鋼管(内径:195.4mm、管の厚み:2.3mm、有効長:300mm)からなる外側の枠との間に、試験例5〜8の配合割合で作製された生コンクリートをそれぞれ打設し、材齢14日のコンクリート層を有するコンクリート管(内径:107mm、コンクリート層の厚み:40mm、有効長:300mm)それぞれを得た。
得られた試験例5〜8のコンクリート管の径方向に荷重が加わるように耐圧試験機に設置し、載荷速度0.5mm/minで荷重を加えた際において、前記コンクリート管にひび割れが確認された時点での荷重を測定した。結果を下記表5、図1に示す。
尚、増加率は、試験例5のコンクリート管のひび割れ荷重に対する、各試験例のコンクリート管のひび割れ荷重の比をパーセントで表したものである。
【0064】
【表5】

【0065】
膨張材量が多い程、ひび割れ難くなることが示された。
【0066】
(膨張量の測定)
JIS A 6202「コンクリート用膨張材 付属書2 膨張コンクリートの拘束膨張及び収縮試験方法 A法」に基づき、試験例5〜8の生コンクリートを水中、封緘それぞれの条件下で養生し、膨張率を求めた。結果を図2に示す。
【0067】
試験例8(膨張材:160kg/m3 )の生コンクリートを水中で養生したものは、膨張崩壊したが、その他のものは膨張崩壊しなかった。従って、生コンクリート1m3 当たり膨張材が120kg以下含有されているものを用いることにより、内周面側のコンクリート層が膨張崩壊し難くなるという利点があることが示された。
【0068】
(圧縮強度試験)
JIS A 6202「コンクリート用膨張材 付属書3 膨張コンクリートの拘束養生による圧縮強度試験方法」に基づき、試験例5〜8の生コンクリートを養生して圧縮強度を測定した。結果を図3に示す。
【0069】
生コンクリート1m3 当たり膨張材が120kg以下含有されている試験例5〜7の生コンクリートを養生したものは、試験例8(膨張材:160kg/m3 )のものに比して、圧縮強度が顕著に高い値を示した。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
内周面に合成樹脂が具備され、外周面に鋼材が具備されたコンクリート管を作製する、コンクリート管の製造方法であって、
該コンクリート管の内面を構成する合成樹脂からなる内側の枠と、コンクリート管の外面を構成する鋼材からなる外側の枠と、両者の隙間を内側領域と外側領域とに区画する繊維シートとを配置し、
膨張材の含有量の異なる第一の生コンクリートおよび第二の生コンクリートを、前記内側領域および外側領域に各々打設することを特徴とするコンクリート管の製造方法。
【請求項2】
前記内側領域に打設される第一の生コンクリートとして、前記外側領域に打設される第二の生コンクリートよりも膨張材を多く含有するものを用いることを特徴とする請求項1記載のコンクリート管の製造方法。
【請求項3】
前記内側領域に打設される第一の生コンクリートとして、コンクリート1m3 当たり膨張材が80〜120kg含有されているものを用いることを特徴とする請求項2記載のコンクリート管の製造方法。
【請求項4】
前記繊維シートとして、目開きが5mm以下であるものを用い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管の製造方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2010−234631(P2010−234631A)
【公開日】平成22年10月21日(2010.10.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−84707(P2009−84707)
【出願日】平成21年3月31日(2009.3.31)
【出願人】(000183266)住友大阪セメント株式会社 (1,342)
【出願人】(390000332)栗本コンクリート工業株式会社 (29)
【Fターム(参考)】