下水汚泥焼却灰を活用した樹脂系防食被覆材による管路施設の補強工法に関する研究

摘要

In order to correspond to implementation of systematic restructuring business and growing recycling of sewage sludge, resin-based anticorrosion coating material utilizing the sewage sludge incineration ash has been developed. The anticorrosion coating material has lower elastic modulus, but higher tensile strength compared to oxidation mortar. In this study,for the purpose of clarifying load bearing performance of the sewer pipe facility that was reinforced with this anti-corrosion coating material, the strength test using specimens of concrete bar and unreinforced concrete circular manhole with anticorrosion coating material was carried out. As the result, it was found out that the bending strength of the whole member is increased by applying the anticorrosion coating material to the tension side of the concrete member and when the anti-corrosion coating material is applied to the inner surface of the circular tube having less thickness,load bearing performance equal to or greater than the original pipe is obtained.Furthermore,the reinforcing mechanism of the anticorrosion coating was revealed by implementing a non-linear FEM analysis for the composite structure. Based on these results, we propose a method to determine the design thickness by simple calculation.%計画的な再構築事業の実施と下水汚泥の資源化拡大の二つの課題に対応するため，粒度調整した下水汚泥焼却灰を活用した樹脂系防食被覆材が開発され，下水管路施設等の防食工法に利用されている.この防食被覆材は，従前の耐酸モルタル等と比べて，弾性係数は低いものの引張強度は高いのが特徴である.本研究は，この防食被覆材で補強を行った下水管路施設の耐荷性能を明らかにすることを目的に，コンクリート製角柱(はり)や無筋コンクリート製円形マンホールに防食被覆材を塗布した供試体の強度試験を実施した.その結果，防食被覆材をコンクリート部材の引張側に塗布することで部材全体の曲げ耐力が増加すること，円形管の内面に塗布することで原管よりも少ない厚みで原管と同等以上の耐荷性能が得られ，防食被覆材による補強効果が確認できた.また，補強メカニズムを明らかにするために，この複合構造を再現した非線形FEM解析を実施し，載荷当初は主として弾性係数の高いコンクリート部が引張力を負担するが，コンクリート部にひび割れが発生した後は，防食被覆材がその引張強度に達するまで引張力を負担することで，耐荷性能が向上することを確認した.これらの結果を踏まえ，円形管の最大曲げモーメントに着目した断面力照査を行うことで，簡易な計算で防食被覆材の必要設計厚を算定できる手法を提案した.