JPH0259355B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は管端部を強化したセメントコンクリー
ト推進管に関する。 一般に推進管が使用される推進工法とは、推進
管の端部をジヤツキで押しながら土中に推進さ
せ、次々とそれを継いでゆく工法で、推進距離が
長くなればなるほどより経済的に下水道などの敷
設が行なわれるものである。従来、この工法に用
いられる推進管は圧縮強度500Kg／cm²程度のセメ
ントコンクリート（以下コンクリートという）で
構成され最大許容推進応力が130Kg／cm²程度の推
進管が使用されているが、推進距離が長くなるに
伴なつて土との磨擦抵抗等が大きくなるので、遂
には管体が破壊し推進距離を長くすることが出来
ないという欠点があつた。 これに対し本発明者等は推進管のコンクリート
自体の圧縮強度を高めることに着想し、高強度コ
ンクリートで構成した高強度推進管を既に開発し
た。（特願昭57−166692号） しかし、該高強度コンクリートは強度が高いが
ポルトランドセメントによる通常のコンクリート
に比較して可成高価なため、高強度コンクリート
を管全体に使用すると可成高価なコンクリート推
進管となり経済性が失なわれる欠点がある。 本発明者等はこの様な従来の推進管の欠点を除
去することを目的として研究を行つた結果、推進
工法において推進管の管端部が極度に加圧される
ことを認識し、管端部を高強度又は超高強度コン
クリート等で補強することにより性能の優れた高
強度のコンクリート推進管を極めて経済的に提供
することができることを知見し本発明を完成した
ものである。 即ち、本発明は、管端から管軸方向に少なくと
も200mm多くとも1000mmの管端部を、管中央部よ
りもコンクリート自体の圧縮強度が大きく、かつ
コンクリート自体の圧縮強度が1200Kg／cm²以上の
セメントコンクリートで構成してなることを特徴
とするセメントコンクリート推進管である。 以下、本発明を詳細に説明する。 一般に推進工法においては推進管の管端部にジ
ヤツキを当てて加圧するが、ジヤツキ加圧点にお
いて最も大きな圧縮歪が生じ管端部から遠ざかる
に従い管体内部で力の分散が行なわれ、管端部よ
り中央にいくに従い歪が減少するが、これを下記
に図面に基づいて具体的に説明する。 第１図はコンクリート管の管軸方向の部分縦断
面図であり、管径1200φ×長さ2430mmのコンクリ
ート管１の両端部に直径135φのジヤツキ８台を
夫々当て、管端部２が破壊する迄加圧Ｆしジヤツ
キ加圧点の管端部の夫々の個所の圧縮歪を測定し
た。第１図に示すようにジヤツキ加圧線上に管端
から80mm（ａ，a′点）、135mm（ｂ，b′点）、200mm
（ｃ，c′点）及び1100mm（ｄ点）の個所に管軸方
向にストレスストレインゲージを添付、管の破壊
寸前の歪を調べ、各位置の歪（10^-6）を縦軸に管
端からの距離を横軸に示したグラフが第２図であ
る。第２図から明らかな様に管端部２付近では歪
は3000×10^-6に達しているが、ｂ，ｃ点では急速
に減少して夫々1500×10^-6、800×10^-6程度に減
少し、管中央部３のｄ点で750×10^-6とｃ点と殆
んど変らない状態にあることがわかる。管端に集
中的に働くジヤツキ加圧も管端部から離れるに従
い応力分散が行なわれ歪も減少すると考えられ
る。又歪と応力とは比例するので当然の事ながら
管端部には大きな圧縮応力が働いて、破壊はまず
この部分に発生すると考えられる。然るに管端部
に破壊に達する程大きな歪、即ち応力が働いてい
るにかかわらず、第２図のｃ点より管中央部には
猶充分な余力があることがわかる。この事から管
端部のコンクリートを強化してこの部分の圧縮強
度を高めてやれば管中央部はまだ余力があるので
管全体としては更に高強度の管となるのである。
圧縮強度が比較的大きいコンクリートとしては例
えば圧縮強度900〜1000Kg／cm²のコンクリート
（以下、「Ａコンクリート」と称す）、圧縮強度
1200〜1500Kg／cm²のコンクリート（以下、「Ｂコ
ンクリート」と称す）及び圧縮強度1500〜2000
Kg／cm²のコンクリート（以下、「Ｃコンクリート」
と称す）等の高強度、超高強度コンクリートがあ
るが、本発明のコンクリート推進管に使用される
圧縮強度の大きいコンクリートとしては、上記の
うち圧縮強度1200Kg／cm²以上のものが用いられ
る。この圧縮強度1200Kg／cm²以上のものを用いる
ことにより、管中央部が通常推進管として使用さ
れている材質であれば、確実かつ大幅に推進距離
を長くすることができる。 Ａコンクリートの例としてはエトリンガイドを
生成する高強度混和材を添加してなる高強度コン
クリートが挙げられ、高強度混和材としては電気
化学工業(株)商品名「デンカシグマ1000」、日本セ
メント(株)商品名「アサノスーパーミツクス」、昭
和鉱業(株)商品名「ダイミツクス」等が用いられ
る。 Ｂコンクリートの例としてはセメント100重量
部に対して、超微粉を３〜50重量部、高性能減水
剤を多くとも10重量部添加し、水セメント比を
0.25以下に調整してなる超高強度コンクリート及
び前記組成にさらにセメント100重量部に対して
硫酸カルシウムの二水塩又は無水塩の内少なくと
も一種を１〜20重量部添加してより強度が高めら
れた超高強コンクリート等が挙げられる。 超微粉は好ましくは平均粒径1μ以下の粉末で
あり、成分的な制限は特にないが、水に易溶性の
ものは適さない。本発明ではシリコン、含シリコ
ン合金及びジルコニアを製造する際に副生するシ
リカダスト（シリカヒユーム）やシリカ質ダスト
が特に好適であり、フライアツシユ、炭酸カルシ
ウム、シリカゲル、オパール質珪石、酸化チタ
ン、酸化アルミニウムなども使用できる。超微粉
の使用量はセメント100重量部に対し３〜50重量
部、好ましくは10〜70重量部で、硫酸カルシウム
と併用する場合は４〜15重量部が好ましい。50重
量部を越えるとモルタル、コンクリートの流動性
が著しく低下し、成型する事が困難となり、かつ
強度発現も不充分となり、３重量部未満では強度
発現が不充分である。 高性能減水剤にはセメントに多量添加しても凝
結の過遅延や過度の空気連行を伴なわないで分散
能力が大である界面活性剤が用いられ、具体例を
示すとメラミンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合
物の塩、ナフタリンスルホン酸ホルムアルデヒド
縮合物の塩、高分子量リグニンスルホン酸塩、ポ
リカルボン酸塩などを主成分とするものがあげら
れる。高性能減水剤の使用量はセメント100重量
部に対して多くとも10重量部、好ましくは２〜５
重量部であり、10重量部をこえると超高強度モル
タル、コンクリートを低水セメント比で得るため
の減水効果が添加量の増大に伴わなくなり、逆に
硬化に悪影響を与えるために好ましくない。さら
に管体の強度を高めるために、硫酸カルシウムの
無水物又は二水物の内、少なくとも一種好ましく
は不溶性無水石膏を使用するが、硫酸カルシウム
の添加量はセメント100重量部に対し１〜20重量
部であり、１重量部未満では強度を高める効果は
なく、20重量部をこえて混和してもより高い効果
を得る事はできない。 以上の材料を配合して超高強度モルタル、コン
クリートを調整するが、その際の水量は水セメン
ト比で0.25以下、好ましくは0.15〜0.23であり、
0.25をこえる水量では目的とする超高強度の推進
管は得られない。Ｃコンクリートの例としては前
記Ｂコンクリートに使用する骨材を下記の規準で
選定したものが挙げられる。選定規準としてはモ
ース硬度６以上、好ましくは７以上又はヌープ圧
子硬度700Kg／mm²以上のいずれかの基準で選定さ
れるものがよく、その具体例を示すと、珪石、黄
鉄鉱、赤鉄鉱、磁鉄鉱、黄玉、ローソン石、コラ
ンダム、フエナサイト、スピネル、緑柱石、金緑
石、電気石、花崗岩、紅柱石、十字石、ジルコ
ン、焼成ポーキサイト、炭化硼素、炭化タングス
テン、フエロシリコンナイトライド、窒化珪素、
溶融シリカ、電融マグネシア、炭化珪素等があ
る。 これ等の中でフエロシリコンナイトライド、窒
化珪素、等の窒化物、電融マグネシア等はアルカ
リと反応してコンクリートと骨材の界面の接着強
度を高めるために高強度かつ耐磨耗性に優れた超
高強度モルタル、コンクリートを得ることができ
る。他方方、価格、入手の容易性を考慮すると各
種の鉄鉱石が好適である。 コンクリート自体の圧縮強度とは、前述のセメ
ント、超微粉、高性能減水剤、水、混和材およ
び／又は混和材をそれぞれ任意量含んだセメント
硬化体の圧縮強度であり、繊維補強および／又
は、鉄筋補強のなされていない状態での圧縮強度
である。 本発明のコンクリート推進管は補強材で補強し
てもよく、補強材には従来より推進管に用いられ
ている鉄筋、長繊維又は短繊維が用いられる。鉄
筋は従来の推進管に使用されているもので充分で
あり、又使用量も従来と同様でさしつかえない。
長繊維はロービングで材質としては、鉄：カーボ
ン、耐アルカリガラスなどの無機繊維、並びにポ
リビニルアルコール、ポリエステル、ポリプロピ
レンなどの有機合成繊維などの少なくとも１種以
上のものがよい。 本発明におけるコンクリート推進管の管端部及
び管中央部は第２図のコンクリート管の圧縮歪を
示すグラフに対応して圧縮強度の大きいコンクリ
ートを管端部に用いて、圧縮強度の異なる２種類
以上のコンクリートで構成されるが、その各々の
長さは推進距離、コンクリート特性等により変化
し一律の距離で特定することは難かしく相対的に
決定され、実用上管軸方向の管端部としては管端
から1000mm以内、好ましくは400mm以内の範囲で
あり、管中央部は両管端部以外の範囲が好適であ
る。管端部は推進工法におけるジヤツキ加圧の際
に大きな圧縮応力に耐えるために管中央部よりも
圧縮強度の大きいコンクリートで構成するが、又
該管端部を管中央部より管端に向い、順次、より
圧縮強度の大きいコンクリートで管耐付近で最強
になるように段階的に構成してもよい。具体的に
説明すると、本発明の第１の例として第１図にお
いて管端から400mmのｅ点及び管端から400mmの
e′点に至る間のコンクリートを例えばＢコンクリ
ート又はＣコンクリートをもつてするが、管中央
部のｅ点−e′点の間は通常のポルトランドセメン
トによるコンクリート（この場合普通圧縮強度は
450〜500Kg／cm²程度のもの）で構成してなるコン
クリート推進管はジヤツキ加圧に対しては大きな
抵抗力を発揮するのである。 この様に管中央部に普通のコンクリートを用
い、管端部を普通コンクリートよりも高強度のコ
ンクリートで構成する場合、管端部は第２図の圧
縮歪を示すグラフの折曲点であるＣ点に安全率を
加算した長さの範囲となり、該Ｃ点に加算される
長さは推進距離及びコンクリート物性等により任
意に設定することができる。 本発明の第２の例として管端から100mm程度迄
の間にたとえばＣコンクリートを用い、次の100
mm〜300mm間にはＢコンクリートを用い管中央部
にはＡコンクリートをもつて構成してなるコンク
リート推進管も第２図に示す如く管端の最も歪量
の大きい部分に最も対圧縮強度の大きいコンクリ
ートをもつてし、歪量の減少に合せて、圧縮強度
の小さいコンクリートで構成し、全体としてより
合理的にジヤツキ圧力に対抗し得る管が得られる
ものである。この事は通常圧縮強度の高いコンク
リートは、それだけ高価となり、管全体に用いれ
ば高価な管となるので、強度配分を発生応力に合
わせ合理的に合成することによつて、より高性能
の推進管を最も経済的に得ようとするものであ
る。 第３の例として、管端部から200mmのＣ点程度
迄の間を普通コンクリートよりも高強度のＢコン
クリート又はＣコンクリートを用い、管中央部の
ｃ―c′点の間をＡコンクリート又はそれと同等の
強度を有するコンクリートで構成してなるコンク
リート推進管が挙げられる。 以上の各例はコンクリートの強度差を大きくと
り、その特徴を一層明らかにするものであるが、
これに対し、例えば、単なるポルトランドセメン
トのみの場合でも管端部に、より多量のセメント
を配合したものをもつてする場合や、或いは両端
部のコンクリートをマイテイ等の減水剤を加えセ
メントの配合水を減少し相対的に管中央部に対し
強度増をはかる場合でも、本発明の効力を減ずる
ものではない。 又、管端に、別の材質のものをあて予め応力分
散を図る場合があるが、例えば、管端部分に鉄や
木の円形当板を予め設置し、ジヤツキはこれを介
してコンクリート管を加圧するが如くなしたる装
置があるが、この場合でもジヤツキ直当ての場合
に比し歪は若干減少するが、それでもほぼ第２図
と同じ傾向で何れの場合も管端部に最も大きな歪
が生じ、この場合にも本発明によるコンクリート
推進管は全体均一なコンクリート管に比し、はる
かに合理的で且、有利である事には変わりはな
い。 以上説明した様に本発明のコンクリート推進管
は管軸方向の管端部を管中央部よりも圧縮強度の
大きいコンクリートで構成されているので従来の
推進管に比べて推進応力が極めて大きく推進距離
を長くすることができると共に経済的に得ること
もできる。又、従来の推進管は管全体を同一コン
クリートで成形しているので管端部のコンクリー
トが破壊すれば管としての価値がなくなるが、本
発明のコンクリート推進管は管端部が高強度に補
強されているので管端の破壊が少なく管の破壊事
故の発生を防止できる利点がある。特に本発明で
は、管端部と管中央部を異なるコンクリートで構
成しているので、管端部の必要な強度を得やすい
と共に、管中央部のコンクリートや強度と調和の
とれた管端部としやすいものである。 次に、実施例及び比較例を示し本発明をさらに
具体的に説明する。 実施例１及び２及び比較例１ Γ コンクリートの調整 表―１に記した配合でコンクリートを調整し
た。該コンクリートで成型した材令14日のφ10×
20cmの供試体の圧縮強度を表―１に併記した。 養生は、６時間前置き養生してから15℃／hrの
昇温速度で70℃まで上げ、そのまま４時間保持し
たのち蒸気をとめ養生槽内で自然放冷して翌日脱
型し、材令14日まで屋外養生した。

【表】 Γ コンクリート推進管 内径800mm 、管厚80mm 、長さ2430mm の推進管を
耐アルカリガラス長繊維を管の総重量に対し１重
量％とし、管端から400mmのｅ点及び他方の管端
から400mmのe′点に至る間を表―２に示す管端部
コンクリートを使用し、一方管中央部のｅ点―
e′点間を表―２に示す管中央部コンクリートを使
用して製造した。 製管は、遠心成形法を採用し、先ず、２〜5G
程度で回転中の型枠の円周方向に連続的に長繊維
とセメントミルクおよび又はセメントモルタルを
共に吹き付けて固定してからコンクリートを投入
して後、更に上記と同様に長繊維とセメントミル
クを吹き付け所定の肉厚にする。型枠は更に回転
を続け約30G程度に増加して締め固めてから回転
を停止し、以下前述のコンクリートの調整と同様
に養生を行つた。最大推進応力の計算は管断面の
円周方向に等間隔で８点、ピストン径135φのジ
ヤツキを直接当て管を立てて、圧縮試験の要領で
加圧し破壊荷重を管の全断面積で除て行い、その
値を最大推進応力とした。結果を表―２に併記し
た。

【表】 実施例 ３〜５ 実施例１と同様の製管、養生、試験方法により
表―３に示すコンクリートを配置したコンクリー
ト推進管を得た。 該コンクリート推進管の最大推進応力を測定し
た結果を表―３に併記した。 又、実施例４のコンクリート推進管の構成を表
わす縦断面説明図を第３図に示す。

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図はコンクリート管の部分縦断面図、第２
図はコンクリート管をジヤツキ加圧した際に発生
する各位置の歪を示すグラフである。 １…コンクリート管、２…管端部。３…管中央
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管端から管軸方向に少なくとも200mm、多く
   とも1000mmの管端部を、管中央部よりもコンクリ
   ート自体の圧縮強度が大きく、かつコンクリート
   自体の圧縮強度が1200Kg／cm²以上のセメントコン
   クリートで構成してなることを特徴とするセメン
   トコンクリート推進管。 ２ 管端部を管中央部より管端に向い、順次コン
   クリート自体の圧縮強度のより大きいセメントコ
   ンクリートで構成してなる特許請求の範囲第１項
   記載のセメントコンクリート推進管。