JPH0130608B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は長尺コンクリート卵形管の製造法に係
り、２〜３ｍ或いはそれ以上に及ぶような長尺コ
ンクリート卵形管、より具体的には斯様な長尺コ
ンクリート管において比較的小径の製品を的確に
製造することのできる方法を提供しようとするも
のである。 下水管渠として古くから使用されているコンク
リート管は内面側及び外面側の何れにおいても断
面的に真円形をなすヒユーム管が主体であること
は周知の通りであるが、斯様な下水管渠として水
資源の有効利用を図り、更には下水処理設備の有
利な設計、操業を得るには内孔断面を卵形とした
卵形管が好ましいことについては各種文献にそれ
なりの発表がなされ、又業界においても種々に検
討されているところであつて、事実ヨーロツパに
おいては相当に古くから実用化されているところ
である。然しこの卵形管を製造するにはその卵形
断面構造の故に真円断面のものにおいて一般化さ
れている回転遠心力を利用したヒユーム管方式を
採用できないことは自明であつて、卵形の中型を
挿入した状態で成形し、硬化後に抜き取る方式に
よらざるを得ないが、このようなコンクリート管
の製造に当つては特に長尺管の場合にその中型抜
取りが至難であることは言うまでもない。蓋し上
記のようにヨーロツパで卵形管がそれなりに古く
から実用化されているとしても、それらの卵形管
は古くは現場抜ち又は煉瓦積で形成され、近年に
おいて工場製産された管体を採用されるようにな
つたが、これは外型と中型とを垂直状にセツトし
コンクリートを装填成型する縦型方式によるもの
が主流であり、この縦型方式の場合には即時脱型
コンクリート製品であるため得られる管長が口径
数10cm以下の小口径管ではせいぜい１ｍ程度であ
り、それより長尺のものとなると前記即時脱型後
の自立が困難であり、これを自立し得るものとす
るには管の肉厚が極端に大となつて甚だしく不経
済なコンクリート製品とならざるを得ないことと
なり、必然的に目的の長尺製品を得難い。然し上
記のような短尺のものはその製造自体が煩雑であ
るのみならず、施行に当つて接手部が多くなるこ
とから当然に施工工数が嵩み、しかもそれらの接
手部が後述するような掃流作用の抵抗部となる傾
向が大であつて、このことからすれば折角の卵形
管のメリツトが相当に失われることとならざるを
得ない。 本発明は上記したような実情に鑑み検討を重ね
て創案されたものであつて、上述したように外型
に対し中型を挿着して成形せざるを得ない卵形管
に関し、その長尺小口径管を適切に製造し得るよ
うにしたものである。即ち本発明者等は先ず上記
のような卵形管について、その掃流力、即ち固形
物を滞留せしめることなく流動せしめる作用力は
従来各種文献において単に優れているとされるだ
けであつて具体的にどのような数値的関係となる
かを追求したものが皆無であることから各種卵形
管とヒユーム管を準備し、これらを勾配0.1〜0.7
％に変化させると共に、その水深水量を種々に変
化させた条件下における掃流力、掃流状況を観察
検討した結果によると、卵形管は勾配が少く、し
かも水量の少い条件下において好ましい掃流作用
をなすことが確認され、例えば0.3％以下の低勾
配で水深も最大水深の４分の１以下のような低水
深（従つて少水量）の場合において卵形管の方が
好ましい掃流性を示すことを確認した。斯様な結
果からしてこの種下水管渠が殆んど勾配のない状
態で設定されてよいことを示し、又水量の少いこ
とは水資源の節減を示すものであつて、何れも実
際の施工条件を考慮すると頗る有意義であること
が確認された。そこでこのような卵形コンクリー
ト管の２ｍ前後ないしそれ以上に達するような長
尺製品を得ることについて検討を進め、各種管径
のものについて実地的に種々の型枠を用い成型
し、脱型したが、同じ長さのコンクリート卵形管
であつて、例えば内径が１ｍを超える如き大口径
管ならば比較的簡易な操作で成形、脱型が可能で
あるとしても、それが20〜40cm程度の小口径管と
なると小空間内において中型を縮小して抜取るた
めの複雑な機構を形成し、これを操作することが
必要となつて、それらの型組み脱型操作に非常に
多くの時間を要して不経済となると共に管体の全
長に亘つて型枠継目のバリが発生し、その補正も
困難で折角の掃流性が大きく阻害され、又亀裂な
どの発生も高く、それらの何れからしても目的の
製品を適切に得ることが著しく困難となる。しか
もこの種下水管渠として必要な管材は分流式排除
区では口径20〜25cmのものが約90％も占めてお
り、合流式排除区でも口径25〜35cmのものが約67
％であつて、更には低水深、低勾配の少い水量で
掃流し得るメリツトの求められるのも実質的には
このような小口径管の求められる枝管路の領域に
関する。換言すれば前記したような長尺卵形管の
有利性は斯かる小口径管の範囲において顕著とな
るのに、その小口径管において前記のように製造
至難ということは事実上長尺小口径卵形管の採用
を不能とするものである。 本発明者等は上記のような事情下において更に
各種の配合原料や型構成などについて仔細な研究
と推考を重ね、例えば縮径可能な中型を用い、充
填コンクリートの凝結硬化後において中型を小径
化し引抜くようなことについて実地検討を重ねた
が、縮径可能な中型としてゴムチユーブなどを用
いた場合には目的の卵形を的確に得ることが困難
で更に補助的な卵形型を必要とし、その卵形管の
抜取りが困難となるから実質的解決とならない。
又中型の一部を折畳んで縮径するような場合には
その折畳み連結部分における中型に段差や間隙を
生じ、該部分にモルタル、ペーストが進入固結し
抜取りを困難化し、その製造作業に多大の時間と
工数を必要とすると共に内面バリ等に原因した掃
流性低下、的確な卵形形状が得難いことにより商
品価値および性能低下を避け得ないことは明かで
ある。 このような事情を踏まえ苦心し且つ実地検討を
反覆して確立された本発明においては前述したよ
うなコンクリート製品の製造に用いられた型部材
の材質を変換し、即ち材質を異にした中型と外型
を用い、しかもこの種コンクリート製品を得るに
当つて今日不可欠的に採用されている加熱養生処
理を利用した脱型を図ることである。即ち本発明
においても上記のように長尺小口径卵形管を製造
する型部材として中型と外型とを用い、その外型
としては鋼製のような金属外型を採用すること自
体は前記した従来一般の場合と同じであるが、上
記のような長尺製品に関しその狭い充填間隙に密
実且つ均等な生コンクリートの充填を図るために
型枠自体を横型とし、又その中型としては熱膨脹
率が５×10^-5／℃以上である合成樹脂製のものを
採用する。更に斯かる外型と中型との間に生コン
クリートを充填し成形するに当つて充填されたセ
メント混練物の凝結完了前に少くとも中型を熱膨
脹させるものであつて、この中型の熱膨脹は具体
的には加熱養生を利用する。然して成形硬化後に
おいて中型を常温状態又はそれ以下の如きに冷却
することにより中型は収縮し成形コンクリート層
との間に間隙を生ずることとなるから、この間隙
を利用して中型の板取りを図る。 前記のように５×10^-5／℃以上の熱膨脹率を有
する合成樹脂材としては塩化ビニル、ポリエチレ
ン、アクリル樹脂、ポリエステルル、ABS、メ
タアクリル酸メチル樹脂、ポリスチレン、エポキ
シ、ポリプロピレン樹脂などがあり、これらのも
のの具体的なブレードおよび熱膨脹係数は次の第
１表に示す通りである。

【表】

【表】 即ちこれら合成樹脂の５×10^-5／℃以上の熱膨
脹率をもつものは何れも本発明の場合に採用する
ことができ、この熱膨脹率はコンクリートの熱膨
脹率（0.7〜1.3×10^-5／℃）に対して少くとも４
倍以上と言える。 本発明による具体的な製造操作を添附図面に示
すものについて説明すると、製造すべき管体の長
さに相当した鋼製外型１はその両端面が夫々開口
され、この開口端に対しては鋼製妻板２が第１図
に示すように装着されるが、外型１を形成すべく
底部材１１の両側に第２図に示す如く起倒自在に
枢着された側板部材１２，１２の上端間はセメン
ト混練物の装入口として成形すべき管体の長さ方
向に開口されている。前記のように外型１の両端
面に設けられた妻板２，２には卵形孔２０が夫々
形成され、これらの卵形孔２０，２０に前記した
ような５×10^-5／℃以上の熱膨脹率をもつた合成
樹脂材による卵形部体が中型３として横架挿着さ
れているが、該中型３は第１図に示すように少く
ともその一端部が妻板２より外側に突出し、又前
記卵形孔２０に挿嵌されて適宜に伸縮するように
されているものである。 即ちその製造操作については第１，２図に示し
たように組付けた状態で両側板部材１２，１２の
上端間に形成された開口４から生コンクリートの
ようなセメント混練物を装入し、外型１と中型３
との間に充填する。この充填操作に当つては振動
その他を利用して密実化を図り得ることは固より
であるが、生コンクリートが横打ち方式で充填さ
れるものであるから長さが２ｍ以上に及ぶ長尺製
品であつてもその全長に亘つて均等な密度に充填
され、締固められることは勿論である。斯うして
生コンクリートが充填されたならばその凝結完了
前に少くとも中型３に関して加熱昇温を図るもの
で、その具体的手法としては生コンクリート装填
以前に予め蒸気などによつて中型の加熱をなして
よく、或いはコンクリートの凝結完了前に加熱養
生して所定温度に達せしめる。このような加熱養
生に当つて余りにも急激な昇温速度が好ましくな
いことは一般に知られている通りであり、一定の
温度勾配以下の昇温速度を採用すべく、一方にお
いてこのような加熱によつて凝結が急速に進行す
ることは明かであるから、斯様な加熱によつても
所定温度に達するまではなお凝結が完成しないよ
うにするためにコンクリートの練り上り温度によ
つては遅延剤の適量を添加することが好ましい。
即ちこのような遅延剤としてはグルコン酸系、ク
エン酸系、糖類などがあり、その添加量としては
１例としては界面活性剤、即ち減水剤と混合され
たものでセメント重量の0.2〜0.8％である。 上記のような加熱養生が完了し、硬化したもの
は常温状態またはそれ以下に冷却され、この冷却
によつて前記のように加熱膨脹されていた中型３
は収縮する。勿論外型１および充填コンクリート
も収縮するが、前記のように５×10^-5／℃以上の
熱膨脹率をもつた中型３がより大きな収縮をなす
ことは明かであり、該中型３と凝結完了、固化し
たコンクリート層との間にそれなりの間隙を生ず
る。即ち斯うして間隙の生じた状態で前記中型３
を抜き取ることにより比較的軽い力で中型の取外
しが可能であり、この抜取りは押出し又は引出し
の何れでもよく、又外型１の側板部材１２，１２
を開いた状態若しくは閉鎖したままの状態の何れ
でもよい。なおこの抜取りに当つて第１，２図の
ように成形されたコンクリート管体の頂部中間部
分に小孔５を形成しておき、前述のように中型３
を収縮させてコンクリート管体６の内面と中型３
外面との間に間隙を形成した条件下で石鹸水その
他の液状剤を空気と共に注入することは頗る有利
であり、即ちこのように石鹸水などを圧入すると
前記のように中型３とコンクリート体６との間に
肉眼的に間隙が認め得ないような場合においても
発泡して管端部から噴出しこのようにしてから上
記のような抜き取りをなすことによつて抜き取り
力を半減することができる。 本発明による卵形管の製造法は第１，２図に示
したように外面がストレート状のもののみならず
外面一端部にソケツト部を突設したもの或いは外
面を適当に角形としたものに対しても同様に適用
することができる。即ちこのような場合の実施態
様については第３，４図にその成形操作状態を示
し、又その製品については第５図から第９図に示
す通りである。即ちこの場合においては第３，４
図に示すように外型１の一端部上側にソケツト部
形成のための補助枠１４を取付けると共に該一端
部の妻板２にソケツト部内面を凹入して成形する
突部２１を形成し、又外型１の他端部には適当に
小径化した挿入端を形成するための補助型部１５
を形成したものを用いるが中型３については第
１，２図に示したものと全く同一のものを用い同
様にコンクリートの充填成形を得しめる。 なおこの場合においてはその外形１として側板
１２は中間部において第４図の左半部に示すよう
な形状をなし、又ソケツト部においては該第４図
の右半部に示すような形状をなすもので、これら
の場合には第１，２図に示すように外型１自体を
卵形とせず角形としてある。即ち鋼板の如きで形
成される外型１において正確な卵形を設計し加工
して製作し、更にはその反覆成形操作によつても
変形することのないように構成することは型製作
上相当に困難なところであり、しかもこの型は工
業的にこの種製品を得る場合において同一寸法の
製品のみを製造するに当つても前記したような加
熱養生処理中において１本のみを処理するもので
なく順次に成形されたものを型部材と共に養生設
備に装入して連続的な作業をなすことが必要であ
るからこの単一製品のみを製造するとすれば同じ
型枠を少くとも100型程度は準備することが必要
であり、成程他の製品と適宜に複合して製造する
作業行程度を組むとしても最低10型程度は必要
で、それらの大量の型枠を前記のように設計製作
の困難な卵形タイプとすることは経済的に著しく
不利である。この第３，４図に示すような角形の
外型１は通常の型類製作と同じに平板状又は直線
状素材の屈曲又は所定寸法切断と溶接によつて平
易に製作することができる。なお前記したような
合成樹脂材で成形される中型３に関してはノズル
金型からの押出成形で工業的容易に量産し得るも
のであることは明かであり、所定長さに切断して
低コストに準備することができる。 この第３，４図に示すような型部材によつて得
られた製品の状態は第５図から第９図に示す通り
であつて、管体３の一端部にソケツト部７が形成
され、又他端には挿入端８の形成されたものであ
つて、挿入端８にはパツキング受溝９を設け、こ
れにパツキングを装着してソケツト部７内に挿入
し接続される。角形外型によつて管体６に角部６
ａが形成されることは図示の通りである。 本発明者等は上記したようなコンクリート管を
製造するに当つて中型３と管体６との間の温度差
関係について検討したが、例えば中型３として熱
膨脹率が５〜８×10^-5／℃程度のものを用いた場
合においては20℃又はそれ以上の温度差を採るこ
とが好ましい。上記より熱膨脹率の大きい中型３
の場合においては温度差がより低いものでもよい
ことは勿論で、又このような温度差関係を有効に
得るため抜取りに当つて中型３を水その他の冷媒
によつて冷却する。 本発明によつて得られるコンクリート卵形管は
その口径（大径側直径×高さ）との関係で、高さ
に対し長さは少くととも5.0倍以上、特に8.0倍以
上であり、又卵形内孔の大径側直径に対しては一
般的に10.0倍以上、特に15.0倍以上のものである
ことは後述する実施例などにおいても明かにされ
る通りであり、このような小口径のしかも長尺卵
形コンクリート管は排水管路の如きに用い半永久
的で充分に措信し得る管路材たることは言うまで
もない。 本発明によるものの具体的な実施例について説
明すると以下の通りである。 実施例 １ 前記した第１，２図に示したように外型１中に
６×10^-5／℃の熱膨脹率をもつ塩化ビニル系中型
を組みつけた状態でm³当りポルトランドセメント
370Kg、砂750Kg、径５〜15mmの砂利1050Kgに水を
160Kgの割合で混練し、これに減水性遅延剤とし
て（商品名リタール）をセメント重量の0.6％に
相当した量を混合したスランプ値６〜８程度のコ
ンクリートを充填し振動締固め方式によつて充分
に締め固めた。 前記した外型１および中型３について更にその
具体的寸法を説明すると、中型３は大径側の半径
100mm、小径側の半径50mmで、側壁部の半径が300
mmとされたものであつて、その高さが300mmのも
のであり、又この中型３としては熱膨脹率が６×
10^-5／℃の塩化ビニル系合成樹脂で肉厚５mm程度
に形成されたものであり、該中型３を外型１内に
おいてその両側板部材１２部分においては29mmの
間隙を採り、前記した中型３の小径側端部と外型
底面との間隙は41mm、中型３の大径側端部と両側
板部材１２，１２の頂縁を結ぶ平面との間が41mm
の間隙を採るようになつているものである。更に
外型１の長さについて3000mmであり、中型３の長
さは3100mmであつて、従つて該中型３は一方の妻
板２から約50mm突出させてセツトされたものであ
るが、このような関係に組付けられた外型１と中
型３の前記間隙に対しては前記のように調整され
た生コンクリートが約４分の振幅0.4mm、2800
回／minの振動処理で何れにしても均一に充填す
ることができた。 上記のように充填され、混練開始後１時間25分
〜２時間30分程度経過したものはそのまま蒸気養
生室に入れられ、18℃／hrの昇温速度で次第に加
熱昇温し2.5時間で60℃前後に達した後はそのま
ま該温度に３時間保持し、次いで６時間に亘つて
養生室内で冷却（冷却速度５℃／hr程度）し、こ
のものを養生室から取出し脱型した。即ち取出し
時における品温は27℃であり、この取出し時に中
型３と硬化コンクリート層との間に0.25〜0.30mm
の間隙が略一様に形成していることが確認され、
該状態で油圧シリンダーによる押出し力を中型３
の妻板２より突出した部分に作用させて抜き取つ
たが、35本の製品について検討した結果は前記油
圧シリンダーによる押出力が135〜160Kg程度で何
れも円滑に抜き取ることができ、何れの製品もそ
のコンクリート層に亀裂や欠損を見ることのない
卵形管として得ることができ、その内面において
は前記中型３からして全く継目のない平滑な製品
として得られた。 実施例 ２ 用いた外型１および中型３については何れも実
施例１におけると同じであるが、その中型３の妻
板２より突出した部分に引張りのための穿孔を施
し、しかもこの穿孔に鳩目状に補強金具を取付け
たものとし、該穿孔に引抜き操作を加えるように
して実施した。充填すべきコンクリートの配合等
は総て実施例１と同じとし、充填操作及びその後
と養生処理も同じに実施した。 即ちこのようにして23本の卵形管を製造した
が、何れも円滑に中型３を引抜きで抜き取ること
ができ、この引抜力は110〜135Kgであつた。 実施例 ３ 中密度のポリエチレン樹脂（熱膨脹率15×
10^-5／℃）による中型３を用いた外は総て実施例
１に準じて実施した。 即ちこの場合においては加熱養生処理後におい
て0.6〜0.8mm程度の間隙が硬化したコンクリート
層と中型との間に形成されており、その押出しに
よる抜き取りは40〜60Kg程度の軽微な押出力で円
滑に抜き取ることができた。 実施例 ４ 実施例１において用いた硬質塩化ビニルによる
中型３の両端開口部を端板３１，３１によつて第
１０図に示すように密封し、このような中型３内
に温湯タンク３２からポンプ３３によつて60℃前
後の温湯を循環させ、それによつて中型３を該温
度条件により加熱膨脹させ、このような条件下で
遅延剤を混入しないコンクリートの充填締固めを
行い、次いで実施例１におけると同じに約60℃の
蒸気養生処理をなした。この加熱養生処理後に脱
型したが押出引抜きに要した押圧力は130〜145Kg
であり、又15本の卵形管を何れも亀裂や破損を見
ることなしに内面平滑な製品として製造すること
ができた。 実施例 ５ 実施例１におけると同じ外型１および中型３を
用い、又生コンクリートの調整および充填操作も
同じに実施し加熱養生も同様に行つたが、第１図
に仮想線で示したように頂辺部に径６mmの小孔５
を棒状体によつて形成したものとして成形し、該
小孔５から石けん水と共に高圧空気を圧入した。
即ち高圧空気の圧入後15〜20秒で管端部から石け
ん水が発泡状として噴出し、この状態が形成され
た後に実施例１におけると同じに抜き取つたが、
この抜取りに要した押出し力は75Kg程度であつ
た。 実施例 ６ 第３，４図に示す外型を用いてソケツトつきの
外形が角形をなしたコンクリート管を製造した。 用いたコンクリートおよびその充填操作や加熱
養生処理については何れも実施例１に準じて実施
したが、抜き取りに要した押出し力については実
施例１と同様に138〜156Kgであり、48本の製品に
ついて何れも円滑に製造することができた。 以上説明したような本発明によれば比較的小口
径で実用価値の高い長尺コンクリート卵形管を特
定の型枠組合わせ関係による熱膨脹率の差を利用
し、特別な工作や型枠操作などを必要としない
で、的確に製造し得るものであり、工業的にその
効果の大きい発明である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を示すものであつて、
第１図は本発明による製造操作の１例についての
縦断側面図、第２図はその横断側面図、第３図は
その別の製造操作についての第１図と同様な縦断
側面図、第４図はその横断側面図であつて、その
右半部は第３図Ａ…Ａ線、左半部は第３図Ｂ…Ｂ
線にそつた断面を示し、第５図はこの第３，４図
の型によつて得られる製品の平面図、第６図はそ
の側面図、第７図は第６図の右側から見た端面
図、第８図は第６図の左側から見た端面図、第９
図はその底面図、第１０図は本発明による実施例
の１つについての製造設備を概略的に示した説明
図である。 然してこれらの図面において、１は外型、２は
妻板、３は中型、４は開口部、６は管体、１２は
側板を夫々示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 製造すべき管体の軸方向にそつてセメント生
   混練物を充填するための開口部を形成した鋼製外
   型内に線膨脹率が５×10^-5／℃以上である合成樹
   脂製中型を横架してセツトせしめた条件下で前記
   セメント生混練物を該中型と外型との間に充填せ
   しめ、該セメント生混練物の凝結以前に少なくと
   も中型を加熱膨脹せしめると共に充填されたセメ
   ント生混練物を加熱養生処理し、この加熱養生硬
   化後に冷却することにより硬化コンクリート層と
   前記中型との間に収縮差による間隙を形成し中型
   を抜取ることを特徴とする長尺コンクリート卵形
   管の製造法。 ２ 常温状態の各型部材間に常温状態のセメント
   生混練物を充填せしめ、この常温状態から加熱養
   生処理する特許請求の範囲第１項に記載した長尺
   コンクリート卵形管の製造法。 ３ 少なくとも中型を加熱養生温度程度又はそれ
   以上に加温した条件下でセメント生混練物を充填
   し引続き加熱養生処理する特許請求の範囲第１項
   に記載の長尺コンクリート卵形管の製造法。 ４ セメント生混練物中に遅延剤を添加混合して
   実施する特許請求の範囲第１項に記載の長尺コン
   クリート卵形管の製造法。