コンクリート止水材
【課題】石炭火力発電所等で大量に排出される石炭灰であるフライアッシュを、止水材に混合して有効利用する、コンクリート止水材を提供することである。
【解決手段】コンクリートとコンクリートとの間に設けられる固体状の止水材を、未加硫ブチルゴムにフライアッシュを混合し、一定形状に形成してなることを特徴とするコンクリート止水材である。また、前記未加硫ブチルゴム１００重量部に対して、前記フライアッシュを１〜１００重量部混合して構成したことを特徴とする。
【解決手段】コンクリートとコンクリートとの間に設けられる固体状の止水材を、未加硫ブチルゴムにフライアッシュを混合し、一定形状に形成してなることを特徴とするコンクリート止水材である。また、前記未加硫ブチルゴム１００重量部に対して、前記フライアッシュを１〜１００重量部混合して構成したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電所等から廃棄物として排出される石炭灰であるフライアッシュを混合したコンクリート止水材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、硬化させたコンクリートに流体状のコンクリートを打ち継ぐ際に、その間に設ける止水材として、あるいは、硬化させた複数のコンクリート製品の間に設ける止水材として、未加硫ブチルゴムを主成分としたものが使用されている。
【０００３】
そして、こうした従来の止水材には、増量材として、および流動性や分散性などの加工性の向上を図ることを目的として、炭酸カルシウムが混合されている。
【０００４】
一方、国内に多く存在する石炭火力発電所からは、毎日、大量の石炭灰が排出され、その一部はセメントに混合されたり、路盤材料あるいは土壌改良材として使用されているものの、殆どが廃棄処分とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、こうした事態に鑑み、大量に廃棄されている石炭灰を有効に利用する手段として、炭酸カルシウムに代えて、止水材に混合することを創案し、研究を重ねた結果、それを実現化するに至った。
【０００６】
ちなみに、従来、石炭灰の用途としては、前述したように、セメントに混合したり、路盤材料等としたものがあるが、ゴム等の有機材料に混合して使用することは殆どない。これは、石炭灰は、表面積が大きく吸油量も多いため、有機系充填材等には適さないと考えられるからである。また粒径の大きい石炭灰を混合すると、粒として表面に現われてしまい、美観的に好ましくないからである。
【０００７】
そこで、本発明の目的とするところは、石炭火力発電所等で大量に排出される石炭灰であるフライアッシュを、止水材に混合して有効利用することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のコンクリート止水材は、コンクリートとコンクリートとの間に設けられる固体状の止水材であって、未加硫ブチルゴムにフライアッシュを混合し、一定形状に形成してなることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載のコンクリート止水材は、前記未加硫ブチルゴム１００重量部に対して、前記フライアッシュを１〜１００重量部混合したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載のコンクリート止水材によれば、未加硫ブチルゴムにフライアッシュを混合し、一定形状に形成したので、優れた止水性を確保しつつ、従来、大量に廃棄されていたフライアッシュを有効利用することができる。
【００１１】
また、このフライアッシュは、従来混合されていた炭酸カルシウムと同様に、増量材として使用でき、また、その優れた流動性と分散性による加工性の向上を図るために使用することができる。従って、炭酸カルシウムの使用をなくし、または使用量を削減することによって、製造コストを削減することができる。さらに、一定形状に形成するので、その取り扱いが容易である。
【００１２】
なお、石炭火力発電所から排出される石炭灰には、電気集塵機で捕集した微粒タイプのフライアッシュと、ボイラーから排出される粒径がやや大きくて多孔質のクリンカアッシュとに大別されるが、止水材の構成材料としては、粒径の微細なフライアッシュが適していることを確認し、それを使用することとした。ちなみに、粒径の大きいクリンカアッシュを混合すると、止水性が低下することを確認した。
【００１３】
また、請求項２に記載のコンクリート止水材によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に加えて、未加硫ブチルゴム１００重量部に対して、フライアッシュを１〜１００重量部混合して構成したので、後述する第一実施形態に示すように、高い引張強度と伸びを得ることができる。そのため、長期間にわたって割れることがなく、優れた止水性を発揮する。ちなみに、フライアッシュの混合量が１００重量部を超えると引張強度と伸びが低下し、止水性も劣ってしまう。
【００１４】
また、フライアッシュを混合することによって、それまで増量材等として使用されていた炭酸カルシウムの使用をなくし、あるいはその使用量を削減することができるので、製造コストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態に係るコンクリート止水材について説明する。
これは、コンクリートとコンクリートとの間に設けられる固体状の止水材であって、未加硫ブチルゴムにフライアッシュを混合し、一定形状に形成したものである。
本実施形態では、二つの態様を実施し、それぞれ未加硫ブチルゴム１００重量部に対して、フライアッシュを５０重量部と１００重量部混合している。また、この二つのコンクリート止水材には、ポリプレン樹脂を５０重量部、粘着付与剤として、老化防止剤を２重量部、劣化防止剤として、また、プロセスオイルを３０重量部、ゴム溶解剤として、それぞれ混合している。
【００１６】
本発明者らは、こうした構成のコンクリート止水材を使用して実験を行った。そして、フライアッシュを０重量部および１５０重量混合した止水材と比較した。なお、各止水材は、押出し機で、厚さ１０ｍｍ、幅４０ｍｍのシート片を形成し、そのシート片をダンベル３号で打ち抜き、速度５００ｍｍ／分で引っ張り、引張強度と伸びを測定した。
その結果を、表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
この実験から、本発明の実施形態に係るコンクリート止水材は、引張強度および伸びの両方において優れた機能を有することが分かる。それは、特に、比較例２と比べて顕著である。
【００１９】
本発明者らは、さらに同じ成分のコンクリート止水材を使用して水圧試験を行った。この試験は、図１に示すように、５０ｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍのコンクリート板２の上に、各コンクリート止水材１を上載し、鋼管３を立設した後、新たな打継ぎコンクリート４を打設して養生した。そして、鋼管３の上端から加水し、漏水するまでそれを続けて漏水圧を測定した。その結果を、表２に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】
この実験から、本発明の実施形態に係るコンクリート止水材は、漏水圧が高く、止水性に優れることが分かる。
【００２２】
なお、石炭灰（フライアッシュ）を熱硬化性樹脂に混合するためには、その石炭灰を処理しなければならないため、製造コストが嵩むが、本発明の実施形態では、そうした処理の必要のない未加硫ブチルゴムに混合するので、製造コストが廉価である。また、強度低下もなく、性能的にも満足できる止水材を提供することができる。
【００２３】
コンクリート製土木構造物の接合部に使用する止水材には各種のものがあり、本発明の実施形態に係るブチルゴムの他に、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ＥＰＤＭゴム等を素材とした成形品や発泡体等が多く用いられており、これらの止水材は、フリューム、ボックスカルバート等のコンクリ−ト２次製品間の継目止水材や、塩化ビニル管接合部のパッキン材としても多く使用されている。
【００２４】
これら止水材のゴム様材料としては、未加硫ゴム、加硫ゴム、可塑性エラストマーあるいは発泡体が考えられるが、その内、本発明の実施形態に係る未加硫ゴムに特定の石炭灰（フライアッシュ）を混合したものが、最も止水性を高める性質を持ち、止水材と優れていることを確認した。
【００２５】
また、有機材料の内、止水材として使用されるものとしては、未加硫ブチルゴムの他に、シリコンゴム、ポリサルファイドゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレン酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アスファルト等が存在するが、本発明の実施形態に係る未加硫ブチルゴムが最も適している。
【００２６】
また、それにフライアッシュを混合した止水材は、混合しない止水材等と比較して同等の止水性を発揮することができることを前述の実験によって確認した。従って、従来、廃棄処分とされていたフライアッシュを増量材として混合することによって、止水材の分量を低コストで容易に増やすことができ、また、当該フライアッシュを有効利用することができるといった作用効果を発揮する。
【００２７】
なお、本発明の実施形態において、フライアッシュの混合量は特に限定されないが、伸びと強度の点からゴム１００重量部に対して、１〜１００重量部の範囲が好ましい。またフライアッシュは、混合性の点からコンクリート用フライアッシュＪＩＳ−Ａ−６２０１に適合するものが好ましい。
【００２８】
また本発明の実施形態は、未加硫ブチルゴム、フライアッシュを必須成分とするが、その他、必要に応じて可塑剤、無期充填剤、界面活性剤、老化防止剤、カーボンブラック、着色剤、軟化剤等を配合することができる。
【００２９】
なお、本発明の実施形態に係るコンクリート止水材を製造する場合、ゴム材または混合装置を加熱し、当該ゴム材の粘性を落とすことによって、短時間で均一な水膨潤組成物を得ることができる。混合装置としては、ニーダー、バンバリーミキサー、ミキシングロールなどを使用することができる。この内、液状ゴムやパスチックについては、常温下で、ニーダーよる撹拌などが好ましい。
【００３０】
また、本発明の実施形態に係るコンクリート止水材は、押出し機によって帯状に成形することができる。その断面形状は矩形、台形、凹凸形など、特に制限されない。また２台以上の押出し機を使用し、異なる材料、あるいは加硫ゴム、未加硫ゴム、熱可塑性エラストマー、水膨潤性組成物等と複合させることができる。
【００３１】
このコンクリート止水材は、芯材として、鉄板、亜鉛鉄板、ステンレス板、アルミ板、硬質プラスチック板を使用し、コンクリート打継ぎ用止水材として用いることもできる。また、常温２液シール材の添加材として混合することができる。その際、主剤および硬化剤またはその両方にフライアッシュを混合し、使用する際に２液を撹拌機等を使用して混合し硬化させることもできる。この場合も、フライアッシュを混合した止水材は、それを混合しないものと比較して、引張強度や剪断強度などの強度特性が同等なため、高い水圧がかかる場所においても優れた止水性を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るコンクリート止水材の実施形態において行った水圧試験の態様を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１ コンクリート止水材
２ コンクリート板
３ 鋼管
４ 打継ぎコンクリート
５ 通水路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電所等から廃棄物として排出される石炭灰であるフライアッシュを混合したコンクリート止水材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、硬化させたコンクリートに流体状のコンクリートを打ち継ぐ際に、その間に設ける止水材として、あるいは、硬化させた複数のコンクリート製品の間に設ける止水材として、未加硫ブチルゴムを主成分としたものが使用されている。
【０００３】
そして、こうした従来の止水材には、増量材として、および流動性や分散性などの加工性の向上を図ることを目的として、炭酸カルシウムが混合されている。
【０００４】
一方、国内に多く存在する石炭火力発電所からは、毎日、大量の石炭灰が排出され、その一部はセメントに混合されたり、路盤材料あるいは土壌改良材として使用されているものの、殆どが廃棄処分とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、こうした事態に鑑み、大量に廃棄されている石炭灰を有効に利用する手段として、炭酸カルシウムに代えて、止水材に混合することを創案し、研究を重ねた結果、それを実現化するに至った。
【０００６】
ちなみに、従来、石炭灰の用途としては、前述したように、セメントに混合したり、路盤材料等としたものがあるが、ゴム等の有機材料に混合して使用することは殆どない。これは、石炭灰は、表面積が大きく吸油量も多いため、有機系充填材等には適さないと考えられるからである。また粒径の大きい石炭灰を混合すると、粒として表面に現われてしまい、美観的に好ましくないからである。
【０００７】
そこで、本発明の目的とするところは、石炭火力発電所等で大量に排出される石炭灰であるフライアッシュを、止水材に混合して有効利用することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のコンクリート止水材は、コンクリートとコンクリートとの間に設けられる固体状の止水材であって、未加硫ブチルゴムにフライアッシュを混合し、一定形状に形成してなることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載のコンクリート止水材は、前記未加硫ブチルゴム１００重量部に対して、前記フライアッシュを１〜１００重量部混合したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載のコンクリート止水材によれば、未加硫ブチルゴムにフライアッシュを混合し、一定形状に形成したので、優れた止水性を確保しつつ、従来、大量に廃棄されていたフライアッシュを有効利用することができる。
【００１１】
また、このフライアッシュは、従来混合されていた炭酸カルシウムと同様に、増量材として使用でき、また、その優れた流動性と分散性による加工性の向上を図るために使用することができる。従って、炭酸カルシウムの使用をなくし、または使用量を削減することによって、製造コストを削減することができる。さらに、一定形状に形成するので、その取り扱いが容易である。
【００１２】
なお、石炭火力発電所から排出される石炭灰には、電気集塵機で捕集した微粒タイプのフライアッシュと、ボイラーから排出される粒径がやや大きくて多孔質のクリンカアッシュとに大別されるが、止水材の構成材料としては、粒径の微細なフライアッシュが適していることを確認し、それを使用することとした。ちなみに、粒径の大きいクリンカアッシュを混合すると、止水性が低下することを確認した。
【００１３】
また、請求項２に記載のコンクリート止水材によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に加えて、未加硫ブチルゴム１００重量部に対して、フライアッシュを１〜１００重量部混合して構成したので、後述する第一実施形態に示すように、高い引張強度と伸びを得ることができる。そのため、長期間にわたって割れることがなく、優れた止水性を発揮する。ちなみに、フライアッシュの混合量が１００重量部を超えると引張強度と伸びが低下し、止水性も劣ってしまう。
【００１４】
また、フライアッシュを混合することによって、それまで増量材等として使用されていた炭酸カルシウムの使用をなくし、あるいはその使用量を削減することができるので、製造コストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態に係るコンクリート止水材について説明する。
これは、コンクリートとコンクリートとの間に設けられる固体状の止水材であって、未加硫ブチルゴムにフライアッシュを混合し、一定形状に形成したものである。
本実施形態では、二つの態様を実施し、それぞれ未加硫ブチルゴム１００重量部に対して、フライアッシュを５０重量部と１００重量部混合している。また、この二つのコンクリート止水材には、ポリプレン樹脂を５０重量部、粘着付与剤として、老化防止剤を２重量部、劣化防止剤として、また、プロセスオイルを３０重量部、ゴム溶解剤として、それぞれ混合している。
【００１６】
本発明者らは、こうした構成のコンクリート止水材を使用して実験を行った。そして、フライアッシュを０重量部および１５０重量混合した止水材と比較した。なお、各止水材は、押出し機で、厚さ１０ｍｍ、幅４０ｍｍのシート片を形成し、そのシート片をダンベル３号で打ち抜き、速度５００ｍｍ／分で引っ張り、引張強度と伸びを測定した。
その結果を、表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
この実験から、本発明の実施形態に係るコンクリート止水材は、引張強度および伸びの両方において優れた機能を有することが分かる。それは、特に、比較例２と比べて顕著である。
【００１９】
本発明者らは、さらに同じ成分のコンクリート止水材を使用して水圧試験を行った。この試験は、図１に示すように、５０ｍｍ×３００ｍｍ×３００ｍｍのコンクリート板２の上に、各コンクリート止水材１を上載し、鋼管３を立設した後、新たな打継ぎコンクリート４を打設して養生した。そして、鋼管３の上端から加水し、漏水するまでそれを続けて漏水圧を測定した。その結果を、表２に示す。
【００２０】
【表２】
【００２１】
この実験から、本発明の実施形態に係るコンクリート止水材は、漏水圧が高く、止水性に優れることが分かる。
【００２２】
なお、石炭灰（フライアッシュ）を熱硬化性樹脂に混合するためには、その石炭灰を処理しなければならないため、製造コストが嵩むが、本発明の実施形態では、そうした処理の必要のない未加硫ブチルゴムに混合するので、製造コストが廉価である。また、強度低下もなく、性能的にも満足できる止水材を提供することができる。
【００２３】
コンクリート製土木構造物の接合部に使用する止水材には各種のものがあり、本発明の実施形態に係るブチルゴムの他に、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ＥＰＤＭゴム等を素材とした成形品や発泡体等が多く用いられており、これらの止水材は、フリューム、ボックスカルバート等のコンクリ−ト２次製品間の継目止水材や、塩化ビニル管接合部のパッキン材としても多く使用されている。
【００２４】
これら止水材のゴム様材料としては、未加硫ゴム、加硫ゴム、可塑性エラストマーあるいは発泡体が考えられるが、その内、本発明の実施形態に係る未加硫ゴムに特定の石炭灰（フライアッシュ）を混合したものが、最も止水性を高める性質を持ち、止水材と優れていることを確認した。
【００２５】
また、有機材料の内、止水材として使用されるものとしては、未加硫ブチルゴムの他に、シリコンゴム、ポリサルファイドゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレン酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アスファルト等が存在するが、本発明の実施形態に係る未加硫ブチルゴムが最も適している。
【００２６】
また、それにフライアッシュを混合した止水材は、混合しない止水材等と比較して同等の止水性を発揮することができることを前述の実験によって確認した。従って、従来、廃棄処分とされていたフライアッシュを増量材として混合することによって、止水材の分量を低コストで容易に増やすことができ、また、当該フライアッシュを有効利用することができるといった作用効果を発揮する。
【００２７】
なお、本発明の実施形態において、フライアッシュの混合量は特に限定されないが、伸びと強度の点からゴム１００重量部に対して、１〜１００重量部の範囲が好ましい。またフライアッシュは、混合性の点からコンクリート用フライアッシュＪＩＳ−Ａ−６２０１に適合するものが好ましい。
【００２８】
また本発明の実施形態は、未加硫ブチルゴム、フライアッシュを必須成分とするが、その他、必要に応じて可塑剤、無期充填剤、界面活性剤、老化防止剤、カーボンブラック、着色剤、軟化剤等を配合することができる。
【００２９】
なお、本発明の実施形態に係るコンクリート止水材を製造する場合、ゴム材または混合装置を加熱し、当該ゴム材の粘性を落とすことによって、短時間で均一な水膨潤組成物を得ることができる。混合装置としては、ニーダー、バンバリーミキサー、ミキシングロールなどを使用することができる。この内、液状ゴムやパスチックについては、常温下で、ニーダーよる撹拌などが好ましい。
【００３０】
また、本発明の実施形態に係るコンクリート止水材は、押出し機によって帯状に成形することができる。その断面形状は矩形、台形、凹凸形など、特に制限されない。また２台以上の押出し機を使用し、異なる材料、あるいは加硫ゴム、未加硫ゴム、熱可塑性エラストマー、水膨潤性組成物等と複合させることができる。
【００３１】
このコンクリート止水材は、芯材として、鉄板、亜鉛鉄板、ステンレス板、アルミ板、硬質プラスチック板を使用し、コンクリート打継ぎ用止水材として用いることもできる。また、常温２液シール材の添加材として混合することができる。その際、主剤および硬化剤またはその両方にフライアッシュを混合し、使用する際に２液を撹拌機等を使用して混合し硬化させることもできる。この場合も、フライアッシュを混合した止水材は、それを混合しないものと比較して、引張強度や剪断強度などの強度特性が同等なため、高い水圧がかかる場所においても優れた止水性を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るコンクリート止水材の実施形態において行った水圧試験の態様を示す概略縦断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１ コンクリート止水材
２ コンクリート板
３ 鋼管
４ 打継ぎコンクリート
５ 通水路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートとコンクリートとの間に設けられる固体状の止水材であって、
未加硫ブチルゴムにフライアッシュを混合し、一定形状に形成してなることを特徴とするコンクリート止水材。
【請求項２】
前記未加硫ブチルゴム１００重量部に対して、前記フライアッシュを１〜１００重量部混合して構成したことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート止水材。
【請求項１】
コンクリートとコンクリートとの間に設けられる固体状の止水材であって、
未加硫ブチルゴムにフライアッシュを混合し、一定形状に形成してなることを特徴とするコンクリート止水材。
【請求項２】
前記未加硫ブチルゴム１００重量部に対して、前記フライアッシュを１〜１００重量部混合して構成したことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート止水材。
【図１】
【公開番号】特開２００６−２９９２０５（Ｐ２００６−２９９２０５Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２６９２２（Ｐ２００５−１２６９２２）
【出願日】平成１７年４月２５日（２００５．４．２５）
【出願人】（５９４１２７３３０）中国高圧コンクリート工業株式会社 (37)
【出願人】（０００１００９８６）アオイ化学工業株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２５日（２００５．４．２５）
【出願人】（５９４１２７３３０）中国高圧コンクリート工業株式会社 (37)
【出願人】（０００１００９８６）アオイ化学工業株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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