特許 6859013 コンクリート製筺体およびコンクリート製筺体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6859013

(24)【登録日】2021年3月29日

(45)【発行日】2021年4月14日

(54)【発明の名称】コンクリート製筺体およびコンクリート製筺体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B65D 85/00 20060101AFI20210405BHJP

   G21F 9/36 20060101ALI20210405BHJP

【ＦＩ】

   B65D85/00 Z

   G21F9/36 501A

   G21F9/36 501C

【請求項の数】5

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-53643(P2017-53643)

(22)【出願日】2017年3月17日

(65)【公開番号】特開2018-154384(P2018-154384A)

(43)【公開日】2018年10月4日

【審査請求日】2020年1月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】501173461

【氏名又は名称】太平洋マテリアル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100154405

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 大吾

(74)【代理人】

【識別番号】100079005

【弁理士】

【氏名又は名称】宇高 克己

(74)【代理人】

【識別番号】100201341

【弁理士】

【氏名又は名称】畠山 順一

(74)【代理人】

【識別番号】230116296

【弁護士】

【氏名又は名称】薄葉 健司

(72)【発明者】

【氏名】佐竹 紳也

(72)【発明者】

【氏名】杉野 雄亮

【審査官】 新田 亮二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−１５１５７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５８−２２４７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３２７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２９６６１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６５Ｄ ８５／００

Ｇ２１Ｆ ９／３６

Ｂ６５Ｆ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

速硬性セメント組成物又は／及びポリマーセメント組成物を含み、底面部と側面部と内部空洞と上部開口とを有する筺体下部と、
速硬性セメント組成物又は／及びポリマーセメント組成物を含み、前記筺体下部の上部に設けられる筺体上部と、
前記筺体下部と前記筺体上部との間に設けられる連続炭素繊維シートと
を備え、
前記筺体上部の下面周縁部と前記筺体下部の上端面周縁部とは連続して形成されている
ことを特徴とするコンクリート製筺体。

【請求項2】

前記連続炭素繊維シートが樹脂含浸した連続炭素繊維シートである
ことを特徴とする請求項１記載のコンクリート製筺体。

【請求項3】

前記連続炭素繊維は、複数の樹脂含浸した連続炭素繊維シートが直交して積層して形成されている
ことを特徴とする請求項１または２記載のコンクリート製筺体。

【請求項4】

前記筺体上部内部に埋設される格子状補強材
を備えることを特徴とする請求項１〜３何れか記載コンクリート製筺体。

【請求項5】

外型枠および内型枠を設置する工程と、
前記外型枠および内型枠が形成する空間に速硬性セメント組成物又は／及びポリマーセメント組成物を充填し、筺体下部を形成する工程と、
前記内型枠を取り外す工程と、
前記筺体下部上端面に周縁部を残して連続炭素繊維シートを設置する工程と、
前記外型枠、前記連続炭素繊維シートおよび前記筺体下部の上端面周縁部が形成する空間に速硬性セメント組成物又は／及びポリマーセメント組成物を充填し、筺体上部を形成する工程と、
前記外型枠を取り外す工程と、
を備えることを特徴とするコンクリート製筺体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はコンクリート製筺体に関する。特に、内部が空洞でかつ上下一体であるコンクリート製筺体に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に箱型構造（筐体）のコンクリート構造物（製品）は少ない。コンクリート製品の多くは一面が解放されている（例えば、特許文献１）。

【0003】

ところで、近年、放射線汚染物等を収納するため箱型構造のコンクリート製品が製造され、使用されることがある。

【0004】

コンクリート製筺体は、一般に、開口部を有する下部構造と蓋である上部構造が別々に製造されている。上部構造と下部構造とを一体化させるため、凹凸を設けたり、金属類（ボルト）で緊結したりする。

【0005】

上部構造と下部構造とを別々に製造した後に両者を一体化させる場合、隙間が発生し、気密性が悪く、内容物によっては、水分やガス漏れのおそれがある。また、外部からの侵入のおそれもある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平０８−０７４３０９公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本願発明者は、上部構造と下部構造とを一体施工することにより、隙間のないコンクリート製筺体を製造しようと試みた。

【0008】

外壁用外型枠と内壁用内型枠を設置し、型枠が形成する空間に、コンクリートを打ち込み、下部構造を形成し、さらに、内型枠の上面に蓋底部型枠を設置し、コンクリートを打ち込み、上部構造（蓋）を形成することで、一体施工が可能である。

【0009】

しかし、上記の場合、内型枠が埋め殺しとなり不経済である、内枠埋め殺しの分だけ内部空洞が狭くなる、内型枠の構造が複雑になり、内型枠の設置に手間取り施工性に劣る、下部構造の底部コンクリートが硬化した後に蓋底部型枠を設置するため、長い施工時間を要するなどの課題がある。

【0010】

本発明は、簡易な構成で経済的であり、施工が容易で、施工時間が短いコンクリート製筺体を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決する本発明は、コンクリート製筺体である。コンクリート製筺体は、底面部と側面部と内部空洞と上部開口とを有する筺体下部と、前記筺体下部の上部に設けられる筺体上部と、前記筺体下部と前記筺体上部との間に設けられるシートとを備える。前記筺体上部の下面周縁部と前記筺体下部の上端面周縁部とは連続して形成されている。

【0012】

これにより、筺体下部と筺体上部との連続性、一体性が担保される。

【0013】

本発明において、好ましくは、前記筺体上部および前記筺体下部はセメント組成物を含み、前記セメント組成物は速硬性セメント組成物である。

【0014】

これにより、施工時間が短くなる。

【0015】

本発明において、好ましくは、前記筺体上部および前記筺体下部はセメント組成物を含み、前記セメント組成物はポリマーセメントセメント組成物である。

【0016】

これにより、筺体下部と筺体上部との付着性および、シートと筺体下部・筺体上部との付着性が担保される。

【0017】

本発明において、好ましくは、前記シートが連続繊維シートである。

【0018】

本発明において、好ましくは、前記連続繊維シートが炭素繊維である。

【0019】

本発明において、好ましくは、前記連続繊維シートが樹脂含浸した連続繊維シートである。

【0020】

本発明において、好ましくは、前記シートは、複数の樹脂含浸した連続繊維シートが直交して積層して形成されている。

【0021】

これにより、シートは、製造時には底型枠として、製品時には補強材として機能する。

【0022】

本発明において、好ましくは、前記筺体上部内部に埋設される格子状補強材を更に備える。

【0023】

上記課題を解決する本発明は、コンクリート製筺体の製造方法である。外型枠および内型枠を設置する工程と、前記外型枠および内型枠が形成する空間にセメント組成物を充填し、筺体下部を形成する工程と、前記内型枠を取り外す工程と、前記筺体下部上端面に周縁部を残してシートを設置する工程と、前記外型枠、前記シートおよび前記筺体下部の上端面周縁部が形成する空間にセメント組成物を充填し、筺体上部を形成する工程と、前記外型枠を取り外す工程と、を備える。

【発明の効果】

【0024】

本願発明では、構成が簡易であり経済的である。施工が容易で、施工時間が短い。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本実施形態に係るコンクリート製筺体の分解斜視図である。

【図2】本実施形態に係るコンクリート製筺体の部分断面斜視図である。

【図3】本実施形態に係るシートの一例である。

【図4】本実施形態に係るコンクリート製筺体の製造方法の各工程である（筺体下部形成）。

【図5】本実施形態に係るコンクリート製筺体の製造方法の各工程である（筺体上部形成）。

【発明を実施するための形態】

【0026】

〜構成〜
本実施形態に係るコンクリート製筺体について説明する。図１は、分解斜視図である。図２は、部分断面斜視図である。

【0027】

コンクリート製筺体は、筺体下部１０と筺体上部２０とシート３０とが一体となることにより形成される。

【0028】

筺体下部１０は、底面部１１と側面部１２を有する。底面部１１の周縁部から側面部１２が立設されることにより、内部空洞１３と上部開口１４と筺体下部上端面１５が形成される。なお、内容物は内部空洞１３に設置される。

【0029】

筺体上部２０は、平板状であり、上部開口１４に蓋をするように、筺体下部１０の上部に設けられている。

【0030】

シート３０は、筺体下部１０と筺体上部２０との間に設けられ、筺体下部上端面１５および筺体上部下面２１と一体化している。

【0031】

シート３０の寸法は、上部開口１４外周より一回り大きく、筺体下部上端面１５外周より一回り小さい。これにより、筺体下部上端面１５の周縁部１５ａは、シート３０と接しない状態となっている。

【0032】

筺体上部の下面周縁部２１ａと筺体下部の上端面周縁部１５ａとは連続して形成されている。

【0033】

筺体下部１０と筺体上部２０とが境界なく連続して一体化していることにより、シート３０は筺体下部１０と筺体上部２０の両方に埋設される。

【0034】

筺体下部１０および筺体上部２０はコンクリート（もしくはモルタル）である。すなわち、セメント組成物により形成される。

【0035】

セメントとして、ポルトランドセメントを用いてもよいが、速硬性セメント、ポリマーセメント、速硬性ポリマーセメントを用いることが好ましい。

【0036】

ポリマーセメントを用いることで、曲げ強度に優れ、シート３０との付着性および筺体下部１０と筺体上部２０との付着性に優れる（後述する製法を参照）。また、乾燥収縮が小さいため、ひび割れが発生しにくく、筺体内部の気密性が保てる。更に、物資透過性（水分、塩分）、凍結融解抵抗性が高いため、耐久性に優れる。ポリマーとしては、各種セメント用ポリマーが使用できるが、特にスチレンブタジエンゴム系ポリマーが好ましい。

【0037】

速硬性セメントを用いることによって、筺体の一体化作業を速やかに完了することができる。製品工場で製造するのではなく、設置現場で製造作業を行うことができる（後述する製法を参照）。

【0038】

シート３０は、所定の剛性を有していれば、特に限定されないが、施工が容易であるなどの点から、連続繊維シートであることが好ましい。連続繊維シートは、炭素繊維、ガラス繊維、アラミドやビニロンのような有機繊維等の連続繊維からなるシートである。特に引張強度や剛性に優れる炭素繊維シートが好ましい。また、１軸方向性を有する連続繊維シートの他に、２軸以上の多軸で製造された連続繊維シートであってもよい。さらに、エポキシ樹脂やメタクリル樹脂等の樹脂を含浸した連続繊維シートであってもよい。特にマトリックス樹脂としてエポキシ樹脂を含浸・硬化させた炭素繊維の連続繊維シートが好ましい。

【0039】

本実施形態のシート３０では、一例として複数（例えば２枚または４枚）の樹脂含浸した連続繊維シート３０Ａ、３０Ｂが直交して積層し、一枚の平板として形成されている。さらに、更に樹脂が塗付されていてもよい。

【0040】

本実施形態のシート３０は、樹脂含浸した連続繊維シートの凹凸により、筺体上部下面２１との付着性および筺体下部上端面１５との付着性に優れる。

【0041】

図３は、樹脂含浸した連続繊維シートの一例と、詳細拡大図である。

【0042】

樹脂含浸した連続繊維シートとしては、炭素繊維などの連続繊維をエポキシ樹脂等に含浸させ、棒状に硬化させ、一方向に配列し、すだれ状に加工した強化繊維シートが市販されており（例えば「ストランドシート」（登録商標））、これらを用いることができる。

【0043】

一般的に、既設コンクリート構造物の表面にエポキシ樹脂等の常温硬化型接着剤を用いて接着し、補修・補強に用いられている。

【0044】

ストランドシートは、すだれ形状により変形自在であり、可搬性に優れる。また、任意のコンクリート構造物表面形状に対応可能である。

【0045】

〜変形例〜
筺体上部２０に強度が必要な場合は、筺体上部２０内部に、適宜、格子状強材２５が埋設されていてもよい（図２参照）。格子状補強材としては、所定の剛性を有しているものであれば特に限定されないが、格子状連続繊維補強材が好ましい。格子状連続繊維補強材２５は、連続繊維をエポキシ樹脂等に含浸させ、棒状に硬化させ、２方向に配列し、格子状に加工したものである。

【0046】

一般に、筺体は矩形状であるが、円筒状でも良い。

【0047】

〜製造方法〜
本実施形態に係るコンクリート製筺体の製造方法について説明する。図４は、筺体下部形成までの工程（工程Ａ→Ｄ）を説明する図である。図５は、筺体下部形成後、筺体上部形成までの工程（工程Ｅ→Ｈ）を説明する図である。

【0048】

本実施形態に係るコンクリート製筺体の製造方法は、速硬性ポリマーセメントコンクリート（もしくはモルタル）および連続繊維シートを用いて、筺体下部１０および筺体上部２０とを連続して一体化することを特徴とする。以下、一例について説明する。

【0049】

まず、筺体天端高よりやや高い高さまでの外型枠４１を設置する。上方を開口とする（工程Ａ）。

【0050】

外型枠４１内に内型枠４２を設置する（工程Ｂ）。内型枠４２は内部空洞１３に相当する。例えば、内型枠４２は塩化ビニルや発泡スチロールにより形成されている。底面打設が可能なように、底面から浮いた状態とし、吊り支持部４３により外型枠４１上部に吊り支持されている。吊り支持部４３はコンクリート打設時内型枠４２が浮き上がることも防止する。

【0051】

外型枠４１および内型枠４２が形成する空間に、筺体下部１０天端高まで速硬性ポリマーセメントコンクリートを充填する（工程Ｃ）。コンクリート硬化により筺体下部１０が形成される。

【0052】

速硬性ポリマーセメントコンクリートは２〜３時間で硬化し、内型枠４２を取り外すことができる（工程Ｄ）。具体的には、吊り支持部４３を介して内型枠４２を上方に引き抜く。

【0053】

これにより、内部空洞１３が形成される。内容物を内部空洞１３に設置する。

【0054】

また、同時に、上部開口１４と筺体下部上端面１５が形成される。

【0055】

なお、底面部１１を打設後、内型枠４２を設置し、側面部１２を打設して、筺体下部１０を形成してもよい。

【0056】

上部開口１４外周より一回り大きく、筺体下部上端面１５外周より一回り小さくなるような、シート３０を作成する。

【0057】

筺体下部上端面１５の周縁部１５ａ以外の領域１５ｂに、接着剤（樹脂）を塗付する（工程Ｅ）。このとき、筺体上部の下面周縁部２１ａと筺体下部の上端面周縁部１５ａの接着面積を十分確保する。たとえば、周縁部１５ａ幅と領域１５ｂ幅は、３：７〜７：３程度とすることが好ましい。

【0058】

上部開口１４を塞ぐように、上記領域１５ｂにシート３０を設置する（工程Ｆ）。さらに、シート３０上面に接着剤を塗付する。

【0059】

外型枠４１、シート３０および周縁部１５ａが形成する空間に筺体上部２０天端高まで速硬性ポリマーセメントコンクリートを充填する（工程Ｇ）。つまり、シート３０を底型枠として用いる。筺体上部２０に強度が必要な場合は、適宜、格子状連続繊維補強材２５を埋設する。

【0060】

コンクリート硬化により筺体上部２０が形成される。このとき、ポリマーセメントコンクリートを所定時間内に打設することで、下面周縁部２１ａと上端面周縁部１５ａは良好に付着する。

【0061】

速硬性ポリマーセメントコンクリートは２〜３時間で硬化し、外型枠４１を取り外すことができる（工程Ｈ）。

【0062】

製品の大きさにもよるが、数時間で一体化した筺体製造が可能である。

【0063】

〜効果〜
本実施形態に係るコンクリート製筺体の製造では、下面周縁部２１ａと上端面周縁部１５ａとが連続して形成される。これにより、筺体下部１０と筺体上部２０との連続性、一体性が担保される。

【0064】

本実施形態に係るコンクリート製筺体では、筺体下部１０および筺体上部２０とが連続して一体化されている。このため、上部と下部とを別々に製造した後に、両者を一体化する従来技術と比較して、気密性が高い。

【0065】

本実施形態に係るコンクリート製筺体の製造では、シート３０を底型枠として用いる。シート３０の設置は容易であり、施工が容易である。その結果、施工時間が短い。

【0066】

本実施形態に係るコンクリート製筺体では、シート３０は筺体下部１０および筺体上部２０と一体化している（埋設される）。すなわち、シート３０は筺体上部下面２１に作用する引張力を一部負担する。すなわち、構造物としても機能するため、埋め殺しても無駄とならず、経済的である。

【0067】

すなわち、シート３０は、製造時には底型枠として、製品時には補強材として機能する。

【0068】

本実施形態に係るコンクリート製筺体の製造では、内型枠４２の設置は容易であり、施工が容易である。その結果、施工時間が短い。また、内型枠４２は埋め殺しされず、無駄とならず、経済的である。また、内型枠４２は埋め殺しされない分、内部空洞１３を広くできる。

【0069】

以上の通り、本実施形態に係るコンクリート製筺体は、構成が簡易であり経済的である。また、施工が容易であり、施工時間が短い。

【符号の説明】

【0070】

１０ 筺体下部
１１ 底面部
１２ 側面部
１３ 内部空洞
１４ 上部開口
１５ 筺体下部上端面
２０ 筺体上部
２１ 筺体上部下面
２５ 格子状補強材
３０ シート
４１ 外型枠
４２ 内型枠
４３ 吊り支持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】