JP2002069963A - 通水路補強方法及び補強材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】容易かつ安価な通水路補強方法及び補強材を提
供する。 【解決手段】水がその表面に沿って通過するコンクリー
ト面を補強するための方法であって、該面に樹脂と骨材
として弾性材を混合した樹脂モルタルを塗布することを
特徴とする通水路補強方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通水路補強方法及
び補強材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ダム、特に砂防ダムにおいては、その水
が通過する部分が損傷、研磨されることが知られてい
る。砂防ダムは、上流からの土砂や岩石を堰き止め、下
流の川底が浅くなることを防止すると共に、増水時その
土砂や岩石が一気に下流に流れることによる災害を防止
するものである。

【０００３】このため、砂防ダムは基本的に水の流量を
調節するという機能はない。所定量溜まると、そこから
オーバーフローするにまかせている。このダムでは、底
に土砂や岩石が堆積し、上層の水がオーバーフローして
下流に流れる。よって、徐々にダム底部に土砂が堆積
し、その機能を果たさなくなる。よって、土砂を除去し
て底を深くするか、放置して新規にダムを作るかであ
る。

【０００４】このようなものであるため、一定期間経過
すると、土砂がある程度堆積し、水は常にオーバーフロ
ーしている状態となる。この時、静かにながれれば問題
はないが、すこし勢いがあると土砂がある程度一緒に流
れる。この土砂の流れがダムを研磨して削り取るのであ
る。

【０００５】また、オーバーフローばかりでなく、ダム
の底部にある水抜き孔においても同様のことが生じる。

【０００６】土砂が相当の速度でコンクリート面を通過
すると、短期間（数年）でコンクリートが削られること
となる。このため、その部分に硬質の骨材を用いたコン
クリートを打設することや、補強したゴム状の板を貼付
することも考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、硬質骨材のコ
ンクリートでは寿命は従来と変わらないことが発明者の
実験で分かった。また、補強したゴム状の板では比較的
効果は認められるが、非常に高価であり大きな面積には
不向きである。また、現場施工できないという欠点もあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上のような現状に鑑
み、本発明者は鋭意研究の結果本発明補強方法及び補強
材を完成したものであり、その特徴とするところは、補
強方法にあっては、水が通過するコンクリート面を補強
するための方法であって、該面に樹脂と骨材として弾性
材を混合した樹脂モルタルを塗布する点にあり、補強材
にあっては水が通過するコンクリート面に貼付するもの
であって、樹脂と骨材として弾性材を混合した樹脂モル
タルを該面に沿うよう成型した点にある。

【０００９】

【発明の実施の形態】ここでいう通水路とは、前記した
砂防ダムの通水路だけでなく、ダム全般のオーバーフロ
ー部分、通水路、河川底（河川低の段差部等）、河川の
側壁、河岸段丘部等水と砂や石が通過する可能性のある
部分すべてをいう。

【００１０】本発明は、樹脂モルタルを塗布することに
よって補強するものであるが、この時、その骨材を従来
と逆に弾性を有するものにする点がポイントである。

【００１１】ここでいう弾性材とは、ゴム、軟質ポリウ
レタンのような軟質プラスチック等である。廃タイヤの
チップや自動車の廃バンパーのチップ等を使用すれば、
安価であるばかりでなく、廃棄物処理にも寄与する。サ
イズは特に限定するものではなく、一般には、０．１〜
１０ｍｍ（平均粒径として）程度である。また、形状は
単なる破砕形、球状等どのような形状でもよい。この弾
性材には、後述する樹脂との接着がよいように表面処理
（洗浄等も含む）を施してもよい。

【００１２】骨材として、弾性を有する柔らかいものを
用いているため、水と共に砂や石が衝突した場合、その
衝撃を変形することによって吸収するため、樹脂自体が
削り取られることが少ない。また、全体が１枚のゴムの
ようなものでは、その衝撃を全体の変形で受けるため、
局部的な変形は小さく、本発明のような大きな効果は望
めない。

【００１３】樹脂は、ウレタン、エポキシ、ポリカーボ
ネート等どのようなものでもよく、特別なものである必
要はない。しかし、軟質ポリウレタン、柔軟性エポキシ
等の軟質なものが好ましい。

【００１４】更に、新設のダム等では問題は小さいが、
通常の補修等では、その部分は当然濡れていることとな
る。よって、少々の水の存在によっては硬化や接着の阻
害を受けないポリサルファイド変性した樹脂が好適であ
る。

【００１５】ポリサルファイド変性した樹脂とは、主鎖
又は側鎖中に、Ｓを含む単位が１又は複数含まれている
ものである。勿論、ポリマーは種々の分子量の集まりで
あり、モノマー単位中のＳ含量が異なる場合があるた
め、Ｓの平均量としては、０〜３程度の単位ということ
となる。

【００１６】更に詳しくは、−Ｘ−（Ｒ1 −Ｓa ）b −
Ｒ2 −Ｙ−（ポリサルファイド連鎖）という基が主鎖又
は側鎖に含まれているものである。

【００１７】ここで、Ｒ1 、Ｒ2 は、２価のメチレン基
(−ＣＨ2 −）、２価のジメチルエーテル基（−ＣＨ2
ＯＣＨ2 −）、２価のイソプロパノール基（−ＣＨ2 Ｃ
Ｈ（ＯＨ）ＣＨ2 −）、２価のエタノール基（−ＣＨ2
ＣＨ（ＯＨ）−）、また、（−ＣＨ2 ＣＨ2 ＯＣＨ2 Ｏ
ＣＨ2 ＣＨ2 −）、（−ＣＨ2 ＣＨ2 Ｏ−）等であり、
これらは１又は複数でよく、組み合わされたものでもよ
い。また、Ｒ1 、Ｒ2は同じでも異なっていてもよい。

【００１８】Ｘ及びＹは、−Ｓ−、−Ｏ−、−ＮＨ−か
ら選ばれる基である。ａは、繰り返し単位ごとに０〜５
の整数であり、ｂは１〜５０の整数である。但し、ａが
繰り返し単位すべてについて０の場合、Ｘ又はＹの少な
くとも一方は−Ｓ−基である。ａは、１〜２．５が好ま
しい。

【００１９】以上のポリサルファイド連鎖が樹脂の構造
中のどこかに入っていればよい。

【００２０】合成法は、例えば、エポキシの場合、反応
可能な官能基を有するイオウ含有モノマー又はオリゴマ
ー（プレポリマーも含む）と、分子内に２個以上のエポ
キシ基を有するエポキシプレポリマーとの付加反応又は
例えばポリサルファイドポリチオールとエポキシプレポ
リマーとの付加反応等によって合成される。

【００２１】ウレタンの場合には、１液型ウレタンでは
分子の一部ないし全部の主鎖中にポリサルファイド連鎖
を含み、２液型ウレタンでは、プレポリマー中及び／又
は硬化剤中に同様にポリサルファイド連鎖を含めばよ
い。２液型の場合では、ポリサルファイド樹脂（末端Ｓ
Ｈ）自体を硬化剤としてもよい。

【００２２】また、樹脂自体の研削や千切れ防止効果を
高めるため、樹脂に短繊維を混合して補強してもよい。
例えば、長さ１mm程度のポリイミド繊維を樹脂に対して
0.1〜1.0 重量％程度混合するのである。勿論、繊維の
材質は、カーボン、ガラス、ポリエステル、綿糸等補強
になるものならばどのようなものでもよい。

【００２３】樹脂と弾性材の混合比率は、弾性材の大き
さや樹脂の種類によって決定すべきもので、特に限定は
しない。しかし、通常は弾性材／樹脂＝５／１〜１／３
（重量比）程度であった。樹脂には、弾性材以外に、本
発明の趣旨を逸脱しないものであれば、何を混合しても
よい。例えば顔料、紫外線吸収剤等である。

【００２４】本発明に用いる骨材は、上記したような弾
性材単独でもよいが、その周囲に接着剤を介して表面材
を固着したものでもよい。このようにすると、弾性材全
体としては変形可能であるが、弾性材の樹脂から欠落、
飛散等が著しく軽減される。また、樹脂とゴムとの接着
が悪いような場合でも、この表面材によって非常によく
接着される。

【００２５】ここでいう表面材とは、珪砂の粒や粉、セ
メントの粉、炭酸カルシウム、シリカ、セラミック等の
無機粉体、またプラスチックの粉砕品等の有機粉体でも
よく、粉体、粒体やいびつな形状のものでもよい。繊維
等の長形のものでも、フライアッシュ等の微粉末でもよ
い。

【００２６】表面材のサイズは、０．０１μｍ〜１ｍｍ
程度であるが、弾性材のサイズによってはより大きくて
もよい。表面材のサイズはあくまでも、弾性材との相対
的な関係で定めればよい。また、繊維等では、弾性材の
径（最も長い対角線）と同じオーダーの長さのものでも
よい。

【００２７】表面材は、１種類とは限らず、複数種使用
してもよい。特に、大きいものを最初に固着させ、その
後より小さなものを部分的に固着させてもよい。このよ
うにすれば、骨材全体としてより大きな凹凸表面を有す
ることとなる。

【００２８】特に、大きな表面材として繊維様のものを
使用すれば、骨材が離脱する時の抵抗が大きいと思われ
る。

【００２９】接着剤が付着した弾性材に表面材を固着さ
せるには、それに表面材をまぶせばよいのである。例え
ば、樹脂（接着剤）コーティングした弾性材を表面材中
を転がす、弾性材に表面材を噴霧する、表面材の入った
容器内に弾性材を入れて撹拌する等自由である。表面材
の固着は、弾性材の周囲全体に付着すればよいため、簡
単である。余分なものは固着しないし、樹脂が露出して
いる部分は自然に表面材が固着する。固着させた後、ふ
るいのようなもので余分な表面材を除去してもよい。

【００３０】この接着剤と表面材の固着作業（工程）
は、１回とは限らず、複数回行なってもよい。接着剤塗
布後に大小の表面材を混合して付着させてもよい。

【００３１】表面材粒子は、その重量に対する付着面積
の大きいものほど優先して接着剤表面に付着する傾向に
ある。

【００３２】接着剤付着後、表面材を周囲にまぶす場
合、表面材が１層となって全表面を均一に覆うとは限ら
ない。即ち、接着剤中に埋没するものが存在する場合が
ある。本発明では、全てが埋没していてもよいが、最も
表面に位置する表面材の一部が樹脂で覆われていないよ
うにすれば、表面材の表面の物理的、化学的性質が生か
され、固化材との接着等が良好となる場合が多い。

【００３３】次に現場で直接上記した樹脂モルタルを塗
布するのではなく、工場等で予め製造しておく補強材に
ついて説明する。

【００３４】所定の型に、前記説明した樹脂モルタルを
流し込み硬化させるだけである。そして、使用する場所
によって、平板状、パイプ状、ブロック状、樋状等形状
を変えればよい。

【００３５】この補強材を用いれば、現場で貼付するだ
けであり非常に簡単に、且つ迅速に補強ができる。

【００３６】以下図面に示す実施の形態に基づいて本発
明をより詳細に説明する。

【００３７】

【実施例】図１は、本発明補強方法を実施した砂防ダム
１の１例の部分斜視図である。砂防ダム１の場合には、
流量を調整したり、水を貯留する思想はないため、所定
以上の水が溜まると、常に上部開口部２からオーバーフ
ローしている。当然、砂や小石は同伴され、該開口部２
を通過し、研磨することとなる。これが雨の多い時等は
２４時間、何日も続くのである。よって、開口部の形状
が変形し、かつオーバーフロー量が設計と異なるように
なるのは当然のことである。速い個所では、数年で補修
しなければならなくなる。

【００３８】この図では、開口部２の周囲に本発明樹脂
モルタル３を塗布している。この例では、塗布厚みは２
０ｍｍである。樹脂としては、ポリサルファイド変性し
たエポキシ樹脂であり、弾性材は廃タイヤチップであ
る。弾性材のサイズは０．５〜５ｍｍ程度の混合物であ
る。弾性材の表面全体にわたってウレタン系接着剤を塗
布（接着剤は弾性材に対し７．５％（重量）程度）し、
ウレタン未硬化時に全体にまんべんなくセメント粉（表
面材。弾性体に対し約４０％（重量）を貼着したのち硬
化させたものである。ウレタン／セメント層は変性エポ
キシ樹脂と弾性体を強固に接着させる働きをする。ポリ
サルファイド変性エポキシ樹脂は、東レチオコール株式
会社の「フレップ６０」の粘度調整した物を主剤とし、
硬化剤は脂肪族ポリアミン系の物を使用している。樹脂
には粘性とチキソトロピー性を出すために炭酸カルシウ
ム粉末（樹脂に対して１０％）を添加した。

【００３９】主剤と硬化剤を混合したのち（炭酸カルシ
ウムはあらかじめ硬化剤と良く混合しておく）、弾性体
を樹脂と良く混合（樹脂：弾性体＝１００：６０）し、
こてを用いて被塗布面に厚さ２０ｍｍで塗工した。被塗
布面は表面をディスクサンダーで目荒しし、上記と同じ
樹脂をプライマーとして３００ｇ／ｍ²程度塗布してあ
る。

【００４０】開口部２に並設されている砂防ダム部分は
コンクリート部であるが、弾性体モルタル部（硬化）と
ともに実用に供すること６ヶ月の後に研磨状態を調べ
た。ポリサルファイド変性樹脂および弾性材モルタル塗
布面はほとんど研磨されなかったが、コンクリート部分
は研磨され、体積にして１０倍以上研磨されていること
がわかった。

【００４１】また、下方に位置する土砂抜き孔４も同様
であり、上記の樹脂モルタルを塗布している。この部分
も磨滅の激しいところである。

【００４２】

【発明の効果】本発明によると、以下のような利点があ
る。 （１） 樹脂モルタルの骨材が弾性材であるため、衝撃
や研削のエネルギーを変形によって吸収、緩和するた
め、樹脂モルタル自体損傷や磨滅が少ない。 （２） 補強部分の磨滅が軽減されるため、ダム等の寿
命が延びる。 （３） 従来の硬質骨材の樹脂モルタル塗布法やゴム板
貼付方法に比べて安価である。 （４） 表面材を使用した弾性材を用いると、弾性材の
欠落や飛散が大きく軽減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明補強方法を実施した砂防ダムの１例の部
分斜視図である。

【符号の説明】

１ 砂防ダム ２ 開口部 ３ 樹脂モルタル ４ 土砂抜き孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長田 秀晴 大阪府大阪市天王寺区東高津町９番17号 オサダ技研株式会社内 Ｆターム(参考） 2D018 AA02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水がその表面に沿って通過するコンクリ
   ート面を補強するための方法であって、該面に樹脂と骨
   材として弾性材を混合した樹脂モルタルを塗布すること
   を特徴とする通水路補強方法。
2. 【請求項２】 該骨材は、その周囲に接着剤によって表
   面材を接着したものである請求項１記載の通水路補強方
   法。
3. 【請求項３】 該樹脂は、ポリサルファイド変性した樹
   脂である請求項１又は２記載の通水路補強方法。
4. 【請求項４】 水が通過するコンクリート面に貼付する
   ものであって、樹脂と骨材として弾性材を混合した樹脂
   モルタルを該面に沿うよう成型したことを特徴とする通
   水路補強材。
5. 【請求項５】 該骨材は、その周囲に接着剤によって表
   面材を接着したものである請求項４記載の通水路補強
   材。
6. 【請求項６】 該樹脂は、ポリサルファイド変性した樹
   脂である請求項４又は５記載の通水路補強材。