説明

コンクリート構造体の補修方法

【課題】良好な施工性を有するとともに、コンクリート構造体と一体化したときに適度な圧縮強度を有し、優れた接着性及び接着耐久性を兼ね備えたモルタル硬化体を形成することが可能なコンクリート構造体の補修方法を提供する。
【解決手段】コンクリート構造体の一部を除去した箇所に、セメント組成物と水とを配合し混練して調製したモルタル組成物を施工するモルタル施工工程と、モルタル組成物を硬化させて、上記箇所にモルタル硬化体を形成する硬化体形成工程と、を有するコンクリート構造体の補修方法であって、上記セメント組成物は、ポルトランドセメント、石灰石粉末、無機系膨張材、細骨材、軽量骨材及び再乳化形樹脂粉末を含み、上記軽量骨材は、主成分としてガラスを含む原料を焼成して得られたものであり、上記再乳化形樹脂粉末は、主成分としてスチレン/アクリル共重合系樹脂を含有し、且つガラス転移温度(Tg)が−10〜22℃である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コンクリートの断面修復等に用いられるコンクリートの補修方法に関する。
【背景技術】
【0002】
各種構造物に用いられるコンクリートは、本来耐久性に優れたものであるが、構造や使用環境によってその一部が劣化する場合がある。このような劣化は、コンクリートの強度低下等の原因となるため、修復する必要がある。修復の際には、劣化箇所を除去した後、モルタル組成物などの修復材を施工する補修方法が用いられる。
【0003】
軽量、高強度で土木・建築分野のコンクリート構造体の補修方法に用いられるセメント組成物やモルタル組成物としては、様々な組成を有するものが提案されている。特許文献1には、軽量で且つある程度の強度と接着力を兼ね備えるモルタル組成物として、セメントと、ガラス粉末に発泡剤を混合し、造粒し、焼成して製造されたガラス骨材とを含むモルタル組成物が開示されている。この特許文献1では、シリカヒュームを結合材の一部とすることで圧縮強度を改善すること、ポリマー結合剤を添加することにより、強度と接着力を良好にできること、及び廃ガラスをガラス骨材の原料にすることでリサイクルできることが開示されている。
【0004】
特許文献2には、セラミックス系焼成物細骨材とシリカフュームを配合してなり、特に吹き付け施工用の軽量モルタルとして、比重が1.6以下で、圧縮強度が50N/mm以上である軽量モルタルが開示されている。
【0005】
特許文献3には、強度に優れ、かつ耐アルカリ性や耐透水性にも優れたモルタル用軽量骨材として、発泡ガラスに有機ポリマーをコーティングしたモルタル用軽量骨材及び該モルタル用軽量骨材を用いたモルタル組成物が開示されている。特許文献4には、モルタル組成物を鏝で補修部に塗った場合、その塗膜表面には凹凸が目立たず、平滑性に富み、外観性に優れ、更には金鏝で塗る場合の作業性にも優れているセメント組成物として、造粒されたガラス粉末製骨材と硅砂(天然砂)とを含むセメント組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2000−233961号公報
【特許文献2】特開2001−039782号公報
【特許文献3】特開2003−089558号公報
【特許文献4】特開2004−256368号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、造粒型の軽量骨材を用いたモルタル組成物によるコンクリート構造体の補修方法では、良好な施工性や、コンクリート構造体と一体化したときに、適度な圧縮強度を得ることは可能であったものの、コンクリート構造体と補修のために形成されたモルタル硬化体との接着性、特に接着耐久性が十分ではなかった。
【0008】
本発明は、良好な施工性を有するとともに、コンクリート構造体と一体化したときに適度な圧縮強度を有し、優れた接着性及び接着耐久性を兼ね備えたモルタル硬化体を形成することが可能なコンクリート構造体の補修方法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】
【0009】
上記目的を達成するため、本発明では、コンクリート構造体の一部を除去した箇所に、セメント組成物と水とを配合し混練して調製したモルタル組成物を施工するモルタル施工工程と、モルタル組成物を硬化させて、上記箇所にモルタル硬化体を形成する硬化体形成工程と、を有するコンクリート構造体の補修方法であって、上記セメント組成物は、ポルトランドセメント、石灰石粉末、無機系膨張材、細骨材、軽量骨材及び再乳化形樹脂粉末を含み、上記軽量骨材は、主成分としてガラスを含む原料を焼成して得られたものであり、上記再乳化形樹脂粉末は、主成分としてスチレン/アクリル共重合系樹脂を含有し、且つガラス転移温度(Tg)が−10〜22℃であるコンクリート構造体の補修方法を提供する。
【0010】
本発明のコンクリート構造体の補修方法は、特定の成分を含むセメント組成物及びモルタル組成物を補修用セメント組成物及び補修用モルタル組成物として用いていることから、良好な施工性を有するとともに、コンクリート構造体と一体化したときに適度な圧縮強度(すなわちコンクリート構造体と同等以上の圧縮強度)を有し、且つ優れた接着性及び接着耐久性を兼ね備えたモルタル硬化体を形成することができる。したがって、補修後において十分に耐久性に優れるコンクリート構造体を得ることができる。このように、本発明のコンクリート構造体の補修方法において、モルタル硬化体が優れた接着性及び接着耐久性を兼ね備える理由は必ずしも明らかではないがその理由の一つとして、本発明者らはセメント組成物に含まれる各成分が相互に作用するとともに、特に特定の軽量骨材と特定の再乳化形樹脂粉末との組み合わせによって生じる作用が接着性及び接着耐久性の向上に寄与しているものと考えている。
【0011】
別の理由としては、外気温の変動に対する接着界面での挙動が改善することが考えられる。即ち、通常モルタル組成物は、外気温の変動(例えば屋外で1年経過すること)により微細なひび割れが発生しやすく、接着性が低下する傾向にある。しかしながら、本発明のモルタル組成物によれば、ガラス転移温度が−10〜22℃であるスチレン/アクリル共重合系再乳化形樹脂粉末を含むことによって、低温又は高温と気温が変動する環境下で用いられる場合にも優れた接着性及び接着耐久性を兼ね備えたモルタル硬化体を形成できると考えている。
【0012】
本発明のコンクリート構造体の補修方法は、以下の態様であることが好ましい。また、本発明のコンクリート構造体の補修方法は、以下の態様を適宜組み合わせることがより好ましい。
【0013】
本発明のコンクリート構造体の補修方法に用いられるセメント組成物の軽量骨材は、嵩比重が0.25〜0.60であり、粒子径が1200μm以上であり且つ2500μm未満である粒子の質量割合が45質量%以下であり、粒子径が600μm以上であり且つ1200μm未満である粒子の質量割合が40〜70質量%であることが好ましい。これによって、補修の際の施工性を一層向上することができる。
【0014】
本発明のコンクリート構造体の補修方法に用いられるセメント組成物において、ポルトランドセメント100質量部に対し、石灰石粉末を5〜80質量部、無機系膨張材を5〜15質量部、細骨材を5〜90質量部、軽量骨材を3.5〜30質量部、及び再乳化形樹脂粉末を3〜15質量部含むことが好ましい。これによって、一層良好な圧縮強度と一層優れた接着耐久性を有するモルタル硬化体を形成することが可能となり、補修後のコンクリート構造体の耐久性を一層向上することができる。
【0015】
本発明のコンクリート構造体の補修方法に用いられるセメント組成物において、無機系膨張材は生石灰−石膏系膨張材を含むことが好ましい。これによって、一層良好な圧縮強度と一層優れた接着耐久性を有するモルタル硬化体を形成することが可能となり、補修後のコンクリート構造体の耐久性を一層向上することができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、良好な施工性を有するとともに、コンクリート構造体と一体化したときに適度な圧縮強度を有し、優れた接着性及び接着耐久性を兼ね備えたモルタル硬化体を形成することが可能なコンクリート構造体の補修方法を提供することができる。本発明のコンクリート構造体の補修方法は、コンクリート構造体の断面修復に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明のコンクリート構造体の補修方法が適用される、劣化部を有するコンクリート構造体の一例を示す模式図である。
【図2】図1のコンクリート構造体から劣化部を含む部分を除去した後のコンクリート構造体を示す模式図である。
【図3】鉄筋に防錆剤が塗布された後のコンクリート構造体を示す模式図である。
【図4】凹部の内壁面上にプライマー層が形成されたコンクリート構造体を示す模式図である。
【図5】凹部に補修用モルタル組成物を1回施工した後のコンクリート構造体の模式図である。
【図6】モルタル施工工程を施すことによって、凹部に補修用モルタル組成物が充填され、補修用モルタル組成物と一体化したコンクリート構造体の模式図である。
【図7】吹き付け工法による施工方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明に係るコンクリート構造体の補修方法の好適な実施形態を以下に説明する。本実施形態のコンクリート構造体の補修方法は、コンクリート構造体の劣化部を含む部分を除去する劣化コンクリート除去工程と、除去した箇所に、所定の成分を含むセメント組成物と水とを配合し混練して調製したモルタル組成物を施工するモルタル施工工程と、モルタル組成物を硬化させて、上記箇所にモルタル硬化体を形成する硬化体形成工程と、を有するコンクリート構造体の補修方法(補修工法)である。以下、各工程の詳細について、図面を参照しながら説明する。
【0019】
図1は、本実施形態のコンクリート構造体の補修方法が適用される、劣化部を有するコンクリート構造体100の一部の表面及び断面を示す模式図である。すなわち、図1(A)は劣化部を有するコンクリート構造体100の表面を示す図であり、図1(B)は図1(A)のコンクリート構造体100の(b)−(b)線における断面を模式的に示す断面図である。
【0020】
図1に示すコンクリート構造体100は、コンクリート部11,12とコンクリート部11,12に埋設された鉄筋13,15を有する。
【0021】
劣化コンクリート除去工程は、コンクリート構造体の劣化部を含む部分を除去する工程である。具体的には、まず、外観観察や打音法等の調査によって、劣化したコンクリート部12(劣化部)を特定する。次に、コンクリート構造体100から劣化したコンクリート部12が完全に除去されるように、コンクリート部12と、コンクリート部12の周囲にある健全なコンクリート部11の一部と、を含む領域14を確定する。この領域14がコンクリート構造体100から除去される箇所となる。領域14を、はつり取ることによって、コンクリート構造体100から領域14にあるコンクリートを除去することができる。
【0022】
具体的な手順は、まず、図1(A)に示すようなコンクリート構造体100の表面において、領域14に沿って電動カッター等を用いてコンクリート表面から深さ方向に10mm程度の切り込みを入れる。そして、はつり取る領域14の大きさに応じて、ハンマー、ハンドブレーカ、ショットブラスト又はウォータージェット等を適宜選択して領域14におけるコンクリートをはつり取る[図1(B)]。
【0023】
図2は、劣化部を含む部分を除去したコンクリート構造体101の表面及び断面を示す模式図である。すなわち、図2(A)は劣化部を含む部分を除去したコンンクリート構造体101の表面を示す図であり、図2(B)は図2(A)のコンクリート構造体101の(b)−(b)線における断面を模式的に示す断面図である。
【0024】
劣化コンクリート除去工程では、図2(A)及び図2(B)に示すように、劣化部を含む部分が除去されたコンクリート構造体101が得られる。コンクリート構造体101は、コンクリートをはつり取ることによって形成された凹部を有しており、当該凹部には錆で腐食して表面部分に錆が付着した鉄筋15と腐食していない鉄筋13の一部とが露出している。鉄筋15の錆は、ワイヤーブラシ又はショットブラスト等の手法によって、除去することができる。
【0025】
図3は、防錆材が塗布された鉄筋及び当該鉄筋を有するコンクリート構造体102の表面及び断面を示す模式図である。すなわち、図3(A)は防錆材16が塗布された鉄筋及び当該鉄筋を有するコンクリート構造体102の表面を示す図であり、図3(B)は図3(A)のコンクリート構造体102の(b)−(b)線における断面を模式的に示す断面図である。
【0026】
防錆材16は、錆が除去された鉄筋15に塗布することができる。また、図3に示すように、腐食していない鉄筋13の露出した部分にも防錆材16を塗布してもよい。防錆材16としては、セメント組成物、合成樹脂(ポリマー)、防錆成分、水等を含むポリマーセメント系防錆材を好適に用いることができる。塗布にあたっては、刷毛やリシンガン等を適宜選択して用いることができる。この際、鉄筋15の表面において、未塗布の箇所がないように塗布することが好ましい。
【0027】
図4は、凹部の内壁面上にプライマー層17が形成されたコンクリート構造体103の表面及び断面を示す模式図である。すなわち、図4(A)は凹部の内壁面上にプライマー層17が形成されたコンクリート構造体103の表面を示す図であり、図4(B)は図4(A)のコンクリート構造体103の(b)−(b)線における断面を模式的に示す断面図である。
【0028】
プライマー層17は、吸水調整剤(プライマー)を、はつり取ることによって形成された凹部の内壁面を覆うように塗布した後、当該吸水調整剤を乾燥して形成することができる。吸水調整剤としては、合成樹脂エマルジョンを水で希釈したものを好適に用いることができる。吸水調整剤の塗布にあたっては、刷毛やリシンガン等を適宜選択して用いることができる。
【0029】
モルタル施工工程は、補修用セメント組成物と水とを配合し混練して調製した補修用モルタル組成物18を、コンクリート構造体の凹部に充填する工程である。この工程では、プライマー層17を形成した後に、補修用モルタル組成物を数回に分けて塗り付けることが好ましい。
【0030】
補修用モルタル組成物18は、補修用セメント組成物と水とを所定の比率で配合し混練して調製する。混練は、ミキサ等を用いて均一な状態になるまで行う。ミキサは、ハンドミキサ又はモルタルミキサ等を適宜選択して用いることができる。ここで用いる補修用セメント組成物及び補修用モルタル組成物については、後述する。
【0031】
コンクリート構造体103の表面(図4(A))において、補修用モルタル組成物18を充填する部位(凹部)の面積(図1(A)における領域14の面積)が10m未満の場合は、左官工法で施工を行うのが好ましい。左官工法では、左官職人が鏝板に適量の補修用モルタル組成物を載せ、金鏝等を用いて領域14をはつり取って形成された凹部に数回に分けて塗り付ける。1回目の施工では、例えば5mm程度の厚みで塗り付ける。2回目以降の施工では、それぞれ10mm以内の厚さで塗り付けを繰り返す。1日間の塗り厚さは、30mm程度とすることが好ましい。
【0032】
図5は、凹部に補修用モルタル組成物を1回施工した後のコンクリート構造体104の表面及び断面を示す模式図である。すなわち、図5(A)は凹部に補修用モルタル組成物を1回施工した後のコンクリート構造体104の表面を示す図であり、図5(B)は図5(A)のコンクリート構造体104の(b)−(b)線における断面を模式的に示す断面図である。
【0033】
左官工法で施工を行う場合、最後の施工では、補修用モルタル組成物とコンクリート構造体とが一体化するように表面を鏝で平坦に仕上げる。
【0034】
図6は、モルタル施工工程を施すことによって、凹部に補修用モルタル組成物が充填され、補修用モルタル組成物と一体化したコンクリート構造体105の表面及び断面を示す模式図である。すなわち、図6(A)はモルタル施工工程を施すことによって、凹部に補修用モルタル組成物が充填され、補修用モルタル組成物と一体化したコンクリート構造体105の表面を示す図であり、図6(B)は図6(A)のコンクリート構造体105の(b)−(b)線における断面を模式的に示す断面図である。
【0035】
コンクリート構造体104の表面において、補修用モルタル組成物18を充填する部位(凹部)の面積(図1(A)における領域14の面積)が10〜100mの場合は、吹き付け工法で施工を行うことが好ましい。
【0036】
図7は、吹き付け工法による施工方法を示す模式図である。吹き付け工法は、コンクリート構造体20に補修用モルタル組成物18を吹き付けることによって、凹部(図7には図示しない)に補修用モルタル組成物18を充填する方法である。図7に示すように、吹き付け工法に用いる装置は、ミキサ21、ホッパ付きモルタルポンプ22、エアー源23、耐圧ホース24及び吹き付けガン25を備えたものを用いることができる。吹き付け工法に用いる装置としては、ホッパとモルタルポンプが分離しているものであってもよい。
【0037】
吹き付け工法では、劣化部をはつり取って形成された凹部に、補修用モルタル組成物を数回に分けて吹き付けることが好ましい。1回目の施工では、図5に示すように、例えば5mm程度の厚みとなるように補修法モルタル組成物を吹き付ける。そして、2回目以降の施工は、それぞれ30mm以内の厚さとなるように補修用モルタル組成物の吹き付けを繰り返す。最終回の施工は、15mm程度の厚みとなるように補修用モルタル組成物を吹き付ける。その後、コンクリート構造体と凹部に充填された補修用モルタル組成物とが一体化するように、補修用モルタル組成物の表面を鏝で平坦に仕上げる。これによって、図6に示すように凹部に補修用モルタル組成物18が充填され、補修用モルタル組成物18と一体化したコンクリート構造体105が得られる。その後、補修用モルタル組成物18を乾燥させるとモルタル硬化体となり、モルタル硬化体と一体化したコンクリート構造体が得られる。
【0038】
以上述べたような補修方法により、補修されたコンクリート構造体を得ることができる。この方法によって得られるモルタル硬化体は、コンクリート構造体と一体化するに際し、コンクリート構造体と同等以上の圧縮強度を有するとともに、優れた接着性及び優れた接着耐久性を兼ね備える。このため、本実施形態の補修方法によって補修されたコンクリート構造体は、耐久性に優れる。したがって、劣化したコンクリート構造体の補修方法として好適である。
【0039】
また、本実施形態の補修方法は、特定のセメント組成物及び補修用モルタル組成物を用いていることから、施工性も良好である。本実施形態の補修方法に用いられる補修用セメント組成物及び補修用モルタル組成物は、左官工法又は吹き付け工法を用いたコンクリート構造体の補修方法に好適に用いることができる。
【0040】
次に、本実施形態のコンクリート構造体の補修方法に用いられる補修用セメント組成物の一例を説明する。本実施形態のコンクリート構造体の補修方法では、以下に述べるような補修用セメント組成物を用いるので、良好な施工性を有するとともに、コンクリート構造体と一体化するに際し、コンクリート構造体と同等以上の圧縮強度を有し、且つ優れた接着性及び優れた接着耐久性を兼ね備えたモルタル硬化体を有するコンクリート構造体を得ることができる。
【0041】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法に用いられるセメント組成物は、コンクリートの補修に用いる補修用セメント組成物である。本実施形態のセメント組成物は、ポルトランドセメント、石灰石粉末、無機系膨張材、細骨材、軽量骨材及び再乳化形樹脂粉末を含む補修用セメント組成物である。
【0042】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法に用いられるセメント組成物に含まれる軽量骨材は、主成分としてガラスを含有する原料を焼成して得られた軽量骨材(ガラス焼成軽量骨材)である。セメント組成物に含まれる再乳化形樹脂粉末は、主成分としてスチレン/アクリル共重合系樹脂を含有し、且つガラス転移温度が(Tg)−10〜22℃のものである。このような補修用セメント組成物と水とを配合し、混練して得られた補修用モルタル組成物は、良好な施工性を有する。また、この補修用モルタル組成物を用いれば、コンクリート構造体と一体化したときに適度な圧縮強度を有するとともに、優れた接着性及び優れた接着耐久性を兼ね備えた補修用モルタル硬化体を得ることができる。以下、本実施形態のセメント組成物に含まれる各成分について詳細に説明する。
【0043】
ポルトランドセメントとしては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、及び白色ポルトランドセメントから選ばれる少なくとも一種を用いることが好ましい。
【0044】
石灰石粉末としては、通常の市販のものを用いることができる。これらのうち、白色度の高い石灰石粉末(寒水石粉末)を用いることが好ましい。
【0045】
石灰石粉末は、好ましくは、石灰石粉末全体を基準として、粒子径300μm以上の粒子を含まず、粒子径が150μm以上であり且つ300μm未満である粒子の質量割合が20質量%未満であり、粒子径が75μm以上であり且つ150μm未満である粒子の質量割合が10〜50質量%である。セメント組成物は、粒子径が上述の範囲にある石灰石粉末を含むことによって、補修用モルタル組成物を施工する時間を十分に確保することが可能になるとともに、良好な強度の発現を得ることができる。
【0046】
石灰石粉末の粒子径は、JIS Z 8801:2006に規定される呼び寸法の異なる数個の篩いを用いて測定することができる。また、本明細書において、「粒子径が150μm以上であり且つ300μm未満である粒子の質量割合」とは、篩目300μmの篩いを用いたときに篩目300μmの篩いを通過し、且つ、篩目150μmの篩を用いたとき、篩目150μmの篩上に残る粒子の石灰石粉末全体に対する質量割合のことをいう。
【0047】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法に用いられるセメント組成物における石灰石粉末の含有量は、ポルトランドセメント100質量部に対し、
好ましくは5〜80質量部であり、
より好ましくは10〜70質量部であり、
さらに好ましくは15〜60質量部であり、
特に好ましくは20〜58質量部である。
【0048】
石灰石粉末を、上述の好ましい範囲で含有することによって、補修用モルタル組成物を施工する時間を十分に確保することが可能になるとともに、良好な強度の発現を得ることができる。
【0049】
無機系膨張材としては、生石灰−石膏系膨張材、石膏系膨張材、カルシウムサルフォアルミネート系膨張材などを用いることができる。このうち、一層優れた接着耐久性を有するモルタル硬化体とする観点から、生石灰−石膏系膨張材を含むことが好ましい。
【0050】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法に用いられるセメント組成物における無機系膨張材の含有量は、ポルトランドセメント100質量部に対し、
好ましくは5〜15質量部であり、
より好ましくは6〜13質量部であり、
さらに好ましくは7〜12質量部であり、
特に好ましくは8〜11質量部である。
【0051】
無機系膨張材の含有量を上述の範囲に調整することによって、一層適正な膨張性が発現され、補修用モルタル硬化体の過度な収縮を抑制することができる。また、それとともに、過剰な膨張作用に起因するクラックの発生を十分に抑制することができる。
【0052】
細骨材は、細骨材全体を基準として、粒子径が600μm以上である粒子の質量割合が5質量%未満であり、吸水率が1.6%以下であることが好ましい。このような細骨材として、珪砂、川砂、陸砂、海砂、砕砂等の砂類から選択したものを好適に用いることができる。
【0053】
細骨材の粒子径は、JIS Z 8801:2006に規定される呼び寸法の異なる数個の篩いを用いて測定することができる。また、本明細書において、「粒子径が600μm以上である粒子の質量割合」とは、篩目600μmの篩いを用いたときの篩上残分の粒子の細骨材全体に対する質量割合のことをいう。また、細骨材の吸水率は、JIS A 1109:2006に規定されている骨材の吸水率(単位:%)の測定方法に準じて測定した値をいう。
【0054】
細骨材中が600μm以上の粒子径を有する粗粒分を5質量%以上含む場合、又は、細骨材の吸水率が1.6%を超える場合、本実施形態のセメント組成物の十分に優れた施工性が損なわれる傾向にある。上記粗粒分の下限値に特に制限はなく、0質量%であってもよい。
【0055】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法において、施工性を一層向上させる観点から、細骨材中の上記粗粒分は、
好ましくは0〜3質量%であり、
より好ましくは0〜0.5質量%であり、
さらに好ましくは0〜0.2質量%であり、
特に好ましくは0.01〜0.15質量%である。
【0056】
吸水率の下限値に特に制限はなく、0%であってもよい。施工性を一層向上させる観点から、細骨材の吸水率は、
好ましくは0〜1.50%であり、
より好ましくは0〜1.40%であり、
さらに好ましくは0〜1.30%であり、
特に好ましくは0.1〜1.28%である。
【0057】
細骨材の単位容積質量は、1.45〜1.70kg/Lであることが好ましい。これによって、施工性を一層向上することができる。ここで、「単位容積質量」とは、JIS A 1104−2006に規定される骨材の単位容積質量(単位:kg/L)をいう。
【0058】
施工性を一層向上させる観点から、細骨材の単位容積質量は、
好ましくは1.45〜1.70kg/Lであり、
より好ましくは1.50〜1.60kg/Lであり、
さらに好ましくは1.51〜1.57kg/Lであり、
特に好ましくは1.52〜1.55kg/Lである。
【0059】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法に用いられるセメント組成物における細骨材の含有量は、ポルトランドセメント100質量部に対して、
好ましくは5〜90質量部であり、
より好ましくは10〜70質量部であり、
さらに好ましくは15〜55質量部であり、
特に好ましくは30〜40質量部である。
【0060】
セメント組成物中の細骨材の含有量を上記範囲とすることによって、一層良好な施工性を有するとともに、コンクリート構造体と一体化したときに、コンクリート構造体と同等以上の圧縮強度を有しつつ、一層優れた接着耐久性を有する補修用モルタル硬化体を得ることができる。
【0061】
軽量骨材は、ガラスを主成分とする原料(例えば、ガラスの含有量が80質量%以上)を焼成する焼成工程を有する製造方法によって得られるガラス骨材である。原料に含まれるガラスとしては、ビンや板ガラス等の廃ガラスを用いることができる。また、ガラス骨材は軽量であり、主成分としてガラスを含有する球状物であるため、強度が高いうえに吸水量も少ない。したがって、モルタル硬化体の強度を確保しながら、一層の軽量化を図ることができる。
【0062】
軽量骨材(ガラス骨材)の製造方法は、例えば、主成分として廃ガラスを含む原料をボールミル等の粉砕機で粉砕して調合する調合工程と、調合した原料を造粒機又はスプレードライヤーで球状化して粒状物を得る球状化工程と、粒状物をロータリーキルン等で焼成する焼成工程と、振動篩機により分級する分級工程と、を有する。
【0063】
軽量骨材の嵩比重は、
好ましくは0.25〜0.60であり、
より好ましくは0.30〜0.55であり、
さらに好ましくは0.33〜0.50であり、
特に好ましくは0.35〜0.45である。
【0064】
軽量骨材の嵩比重を、上述の範囲にすることによって、施工性を一層良好にすることができる。
【0065】
軽量骨材は、粒子径2500μm以上の粒子を含まず、且つ軽量骨材全体に対し、粒子径が1200μm以上であり且つ2500μm未満である粒子の質量割合は、
好ましくは45質量%以下であり、
より好ましくは1〜40質量%であり、
さらに好ましくは2〜37質量%である。
【0066】
また、上述の質量割合を満足しつつ、軽量骨材全体に対し、粒子径が600μm以上であり且つ1200μm未満である粒子の質量割合が、
好ましくは40〜70質量%であり、
より好ましくは45〜65質量%であり、
さらに好ましくは50〜60質量%である。
【0067】
軽量骨材の粒子径を、上述の質量割合の範囲とすることにより、一層良好な施工性を有しつつ、一層優れた接着性及び一層優れた接着耐久性を有するモルタル硬化体を得ることができる。これによって、補修後のコンクリート構造体の耐久性を一層向上することができる。
【0068】
軽量骨材の粒子径は、JIS Z 8801:2006に規定される呼び寸法の異なる数個の篩いを用いて測定することができる。また、本明細書において、「粒子径1200μm以上であり且つ2500μm未満の粒子の質量割合」とは、篩目2500μmの篩いを用いたとき、篩目2500μmの篩いを通過し、且つ篩目1200μmの篩を用いたとき、篩目1200μmの篩上に残る粒子の軽量骨材全体に対する質量割合のことをいう。
【0069】
軽量骨材の含有量は、ポルトランドセメント100質量部に対し、
好ましくは10〜70容量部であり、
より好ましくは15〜60容量部であり、
さらに好ましくは20〜55容量部であり、
特に好ましくは30〜50容量部である。
【0070】
軽量骨材は、通常容量基準で配合量を規定するため、含有量の範囲を「容量部」で示したが、質量基準では以下の含有量であることが好ましい。すなわち、軽量骨材の含有量は、ポルトランドセメント100質量部に対し、
好ましくは3.5〜30質量部であり、
より好ましくは5〜25質量部であり、
さらに好ましくは7〜22質量部であり、
特に好ましくは9〜20質量部である。
【0071】
軽量骨材の含有量を、上記範囲にすることによって、良好な施工性有しつつ、一層優れた接着性及び接着耐久性を有するモルタル硬化体を得ることができる。
【0072】
再乳化形樹脂粉末としては、公知の製造方法で製造されたものを用いることができる。例えば、水性ポリマーディスパージョンを噴霧する方法、又はフリーズドライなどの方法で溶媒を除去し、乾燥して得られる再乳化形樹脂粉末を用いることが好ましい。再乳化形樹脂粉末は、ブロッキング防止剤が再乳化形樹脂粉末の表面に付着しているものであってもよい。
【0073】
再乳化形樹脂粉末としては、主成分としてスチレン/アクリル共重合系樹脂を含むものであり、総モノマー基準で、スチレン及び少なくとも1種のアルキル(メト)アクリレートを合計で50質量%以上含有し、且つ総モノマー基準で、エポキシド基含有エチレン系不飽和コモノマーを基礎とするコポリマーを0.1〜50質量%含有するものが好ましい。また、上記コポリマーのコモノマー単位は、反応性エポキシド基を含むことがより好ましい。これによって、一層優れた接着耐久性を有するモルタル硬化体を得ることが可能となり、補修後のコンクリート構造体の耐久性を一層向上することができる。
【0074】
再乳化形樹脂粉末のガラス転移温度(Tg)は、
−10〜22℃であり、
好ましくは0〜21℃
より好ましくは5〜20℃
さらに好ましくは10〜20℃である。
【0075】
再乳化形樹脂粉末のガラス転移温度(Tg)が上述の範囲であると、一層優れた接着耐久性を有するモルタル硬化体を得ることができる。なお、本明細書におけるガラス転移温度は、DSC法により測定することができる。具体的には、まず、試験片を室温から3℃/分の速度で昇温させ、示差走査熱量計にて吸熱量を測定し、吸熱曲線を得る。次に、得られた吸熱曲線のベースラインと変曲点(上に凸の曲線が下に凸の曲線に変わる点)における接線との交点からガラス転移温度(Tg)を求めることができる。
【0076】
再乳化形樹脂粉末の含有量は、ポルトランドセメント100質量部に対し、
好ましくは3〜15質量部であり、
より好ましくは4〜12質量部であり、
さらに好ましくは5〜10質量部であり、
特に好ましくは6〜9質量部である。
【0077】
再乳化樹脂粉末の添加量を上記範囲とすることによって、モルタル硬化体とコンクリート構造体との接着性及び接着耐久性を一層優れたものとすることができる。これによって、補修後のコンクリート構造体の耐久性を一層向上することができる。
【0078】
本実施形態のセメント組成物には、モルタル硬化体の曲げ強度を向上するとともにクラックの発生が十分に抑制された良好な表面を有するモルタル硬化体を得る観点から、合成樹脂繊維を含むことが好ましい。
【0079】
合成樹脂繊維としては、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアルコール及びポリ塩化ビニルなどの合成樹脂成分からなる合成樹脂繊維を用いることができる。これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0080】
合成樹脂繊維の繊維長は、セメント組成物との混合時のハンドリング性や補修用モルタル組成物中での分散性の点から
好ましくは2.0〜15mmであり、
より好ましくは3.0〜10mmであり、
さらに好ましくは4.0〜8.0mmであり、
特に好ましくは5.0〜7.0mmである。
【0081】
合成樹脂繊維は、セメント組成物の特性を損なわない範囲で添加することができる。合成樹脂繊維の添加量は、ポルトランドセメント100質量部に対し、
好ましくは0.01〜5質量部であり、
より好ましくは0.05〜2質量部であり、
さらに好ましくは0.08〜1質量部であり、
特に好ましくは0.3〜0.5質量部である。
【0082】
合成樹脂繊維の繊維長及び添加量を上述の範囲とすることによって、クラックの発生が十分に抑制された表面を有するモルタル硬化体を得ることができる。
【0083】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法に用いられるセメント組成物は、コンクリート構造体の断面修復に好適に用いることができる。このセメント組成物を用いて、鏝塗り又は吹き付け施工を容易に行うことが可能な軽量タイプの補修用モルタル組成物を得ることができる。
【0084】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法に用いられるモルタル組成物は、上述のセメント組成物と水とを配合し混練することによって調製することができる。本発明に用いられるモルタル組成物の一例を以下に説明する。このモルタル組成物は、補修用のモルタル組成物として好適に用いることができる。モルタル組成物を調製する際に、水の配合量を適宜変更することによって、モルタル組成物のフロー値及び単位容積質量を調整することができる。このように水の配合量を変更することによって、用途に適した補修用モルタル組成物を調製することができる。ここで、フロー値とは、JIS R 5201−1997「セメントの物理試験方法」に記載の試験方法に準拠して測定される値であり、単位容積質量とは、JIS A 1171−2000「ポリマーセメントモルタルの試験方法」に記載の試験方法に準拠して測定される値(単位:kg/L)である。
【0085】
水の配合量は、セメント組成物100質量部に対し、
好ましくは12〜27質量部であり、
より好ましくは14〜25質量部であり、
さらに好ましくは16〜24質量部であり、
特に好ましくは18〜23質量部である。
【0086】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法に用いられるモルタル組成物のフロー値は、
好ましくは155〜210mmであり、
より好ましくは160〜200mmであり、
さらに好ましくは165〜190mmであり、
特に好ましくは170〜180mmである。
【0087】
フロー値を上述の範囲とすることによって、一層良好な施工性(良好な鏝塗り性や吹き付け性)を有するモルタル組成物とすることができる。
【0088】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法に用いられるモルタル組成物の単位容積質量は、
好ましくは1.45〜1.85kg/Lであり、
より好ましくは1.50〜1.80kg/Lであり、
さらに好ましくは1.55〜1.78kg/Lであり、
特に好ましくは1.50〜1.76kg/L(リットル)である。
【0089】
単位容積質量を上述の範囲とすることによって、モルタル組成物の良好な施工性(良好な鏝塗り性や吹き付け性)を維持しつつ、コンクリート構造体と一体化するための適度な圧縮強度と一層優れた接着性を兼ね備えたモルタル硬化体を得ることができる。
【0090】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法で形成されるモルタル硬化体は、上述のモルタル組成物を硬化させることによって得ることができる。得られるモルタル硬化体の一例を以下に説明する。モルタル硬化体は、補修用モルタル硬化体として好適に用いることができる。すなわち、上述のモルタル組成物が硬化して形成されるモルタル硬化体は、コンクリート構造体と一体化するに際し、コンクリートと同等以上の圧縮強度を有するとともに、優れた接着性及び優れた接着耐久性を兼ね備える。
【0091】
ここで、圧縮強度は、JIS R 5201−1997「セメントの物理試験方法」に記載の試験方法に準拠して測定される値である。また、接着強度(標準時)は、JIS A 6916−2000「建築用下地調整塗材」に記載の付着強さ試験方法(標準養生)に準拠して測定される値である。接着強度(湿潤時、温冷繰り返し試験後、耐アルカリ性試験後)は、東日本・中日本・西日本高速道路株式会社規格「構造物施工管理要領平成21年7月版 3−5−5断面修復の性能照査 表3−5−2左官工法による断面修復の性能照査項目」に記載のコンクリートとの付着性試験方法に準拠して測定される値である。
【0092】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法で得られるモルタル硬化体の圧縮強度は、
好ましくは30N/mm以上であり、
より好ましくは32N/mm以上であり、
さらに好ましくは34N/mm以上であり、
特に好ましくは36N/mm以上である。
【0093】
圧縮強度が上述の範囲であることによって、モルタル硬化体は、コンクリート構造体と一体化した際に、一体化に適した強度、すなわちコンクリートと同等以上の強度を有する。
【0094】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法で得られるモルタル硬化体の接着強度(標準時)は、
好ましくは1.5N/mm以上であり、
より好ましくは2.0N/mm以上であり、
更に好ましくは2.3N/mm以上であり、
特に好ましくは2.5N/mm以上である。
【0095】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法で得られるモルタル硬化体の接着強度(湿潤時)は、
好ましくは1.5N/mm以上であり、
より好ましくは2.0N/mm以上であり、
さらに好ましくは2.3N/mm以上であり、
特に好ましくは2.5N/mm以上である。
【0096】
接着強度(標準時、湿潤時)が上述の値以上であることによって、補修用モルタル硬化体は、コンクリート構造体と一体化するに際し、十分に優れた接着性を有する。
【0097】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法で得られるモルタル硬化体の接着強度(温冷繰り返し試験後)は、
好ましくは1.5N/mm以上であり、
より好ましくは1.7N/mm以上であり、
さらに好ましくは1.9N/mm以上であり、
特に好ましくは2.0N/mm以上である。
【0098】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法で得られるモルタル硬化体の接着強度(耐アルカリ性試験後)は、
好ましくは1.5N/mm以上であり、
より好ましくは1.7N/mm以上であり、
さらに好ましくは1.9N/mm以上であり、
特に好ましくは2.0N/mm以上である。
【0099】
接着強度(温冷繰り返し試験後、耐アルカリ性試験後)が上述の値以上であることによって、モルタル硬化体は、コンクリート構造体と一体化した後の接着耐久性に優れる。
【0100】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法で得られるモルタル硬化体は、促進中性化試験により、耐久性を評価することができる。モルタル硬化体の促進中性化試験は、JIS A 1153−2003「コンクリートの促進中性化試験」に記載の試験方法に準拠し、中性化深さを測定することができる。
【0101】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法で得られるモルタル硬化体の中性化深さ(平均値)は、
材齢28日の場合には、好ましくは1.0mm以下であり、
材齢56日の場合には、好ましくは1.0mm以下であり、
材齢91日の場合には、好ましくは2.0mm以下であり、
材齢182日の場合には、好ましくは3.0mm以下である。
【0102】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法で得られるモルタル硬化体は、凍結融解試験により、耐凍害性を評価することができる。モルタル硬化体の凍結融解試験は、JIS A 1148−2010「コンクリートの凍結融解試験方法(A法)」に記載の試験方法に準拠し、たわみ振動の一次共鳴振動数及び質量を測定し、相対動弾性係数及び質量減少率を算出することができる。
【0103】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法で得られるモルタル硬化体の相対動弾性係数は、
約60サイクルの場合には、好ましくは96%以上であり、
約150サイクルの場合には、好ましくは95%以上であり、
約210サイクルの場合には、好ましくは93%以上であり、
約300サイクルの場合には、好ましくは90%以上である。
【0104】
本実施形態のコンクリート構造体の補修方法で得られるモルタル硬化体の質量減少率は、
約60サイクルの場合には、好ましくは0.1%以下であり、
約150サイクルの場合には、好ましくは0.2%以下であり、
約210サイクルの場合には、好ましくは0.3%以下であり、
約300サイクルの場合には、好ましくは0.5%以下である。
【0105】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、本実施形態では、コンクリート構造体の劣化部が直方体状であったため、直方体状に劣化部を除去して補修を行ったが、劣化部のサイズや形状に応じて除去される部分の形状は異なってもよい。
【実施例】
【0106】
以下に実施例と比較例を挙げて本発明の内容をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0107】
(実施例1〜5、比較例1〜9)
[補修用セメント組成物の調製]
以下(1)〜(7)に示す原材料を準備した。
(1)ポルトランドセメント
・普通ポルトランドセメント(宇部三菱セメント株式会社製、ブレーン比表面積=3300cm/g)
(2)石灰石粉末
・寒水石粉末(粒子径が150μm以上であり且つ300μm未満である粒子の質量割合=15.2質量%、粒子径が75μm以上であり且つ150μm未満である粒子の質量割合=35.6質量%)
(3)無機系膨張材
・生石灰−石膏系膨張材(太平洋マテリアル株式会社製)
(4)細骨材
・珪砂(粒子径が600μm以上である粒子の質量割合=0.1質量%、吸水率=1.25%、単位容積質量=1.53kg/L)
【0108】
(5)軽量骨材
・軽量骨材A:主成分としてガラスを含む原料を焼成して得られたガラス骨材(嵩比重=0.35、粒子径が1200μm以上であり且つ2000μm未満である粒子の質量割合=36.7質量%、粒子径が600μm以上であり且つ1200μm未満である粒子の質量割合=54.4質量%)
・軽量骨材B:主成分としてガラスを含む原料を焼成して得られたガラス骨材(嵩比重=0.40、粒子径が1200μm以上であり且つ2000μm未満である粒子の質量割合=36.7質量%、粒子径600μm以上であり且つ〜1200μm未満の粒子の質量割合=60.2質量%)
・軽量骨材C:パーライト(嵩比重=0.19、粒子径が1200μm以上であり且つ2000μm未満である粒子の質量割合=79.9質量%、粒子径が600μm以上であり且つ1200μm未満である粒子の質量割合=10.5質量%)
【0109】
(6)再乳化形樹脂粉末
・樹脂粉末A:スチレン/アクリル共重合系再乳化形樹脂粉末(ガラス転移温度=15℃)
・樹脂粉末B:スチレン/アクリル共重合系再乳化形樹脂粉末(ガラス転移温度=−15℃)
・樹脂粉末C:スチレン/アクリル共重合系再乳化形樹脂粉末(ガラス転移温度=23℃)
・樹脂粉末D:アクリル系再乳化形樹脂粉末(ガラス転移温度=−3℃)
・樹脂粉末E:酢酸ビニル/ベオバ/アクリル共重合系再乳化形樹脂粉末(ガラス転移温度=15℃)
(7)合成樹脂繊維
・ビニロン繊維(株式会社クラレ社製、繊維長=6mm)
【0110】
上述の(1)ポルトランドセメント、(2)石灰石粉末、(3)無機系膨張材、(4)細骨材、(5)軽量骨材、(6)再乳化形樹脂粉末、(7)合成樹脂繊維を表1及び表2に示す割合で配合し、各実施例及び各比較例の補修用セメント組成物を調製した。表1,2において、(2)石灰石粉末、(3)無機系膨張材、(4)細骨材、(6)再乳化形樹脂粉末の配合割合は、(1)ポルトランドセメント100質量部に対する質量部で示し、(5)軽量骨材の配合割合は、(1)ポルトランドセメント100質量部に対する容量部で示した。なお、表1,2に示された軽量骨材の配合割合(容量部)に、それぞれの軽量骨材の嵩比重を乗じれば、ポルトランドセメント100質量部に対する軽量骨材の配合割合(質量部)を算出することができる。表1,2中の空欄は未配合を示す。
【0111】
【表1】

【0112】
【表2】

【0113】
[補修用モルタル組成物の調製]
表1及び表2に示す配合割合で調製した各補修用セメント組成物1kgに対して、表3及び表4に示す水量を配合して混練し、各実施例及び各比較例の補修用モルタル組成物を調製した。混練は、温度20℃、相対湿度65%の条件下で、ホバートミキサーを用いて低速で3分間行った。
【0114】
[補修用モルタル組成物及びモルタル硬化物の評価]
調製した各実施例及び各比較例の補修用モルタル組成物を用いて、コンクリート構造体の補修を行った。補修用モルタル組成物及びモルタル硬化体のフロー値、単位容積質量、及び圧縮強度を測定した。また、コンクリート構造体を補修した後、接着強度を測定した。測定結果は、表3及び表4に示す通りであった。各測定は、以下に示す方法で行った。
【0115】
(1)フロー値の測定方法
JIS R 5201−1997「セメントの物理試験方法」に記載の試験方法に準拠してフロー値を測定した。
(2)単位容積質量の測定方法
JIS A 1171−2000「ポリマーセメントモルタルの試験方法」に記載の試験方法に準拠して単位容積質量を測定した。
(3)圧縮強度の測定方法
JIS R 5201−1997「セメントの物理試験方法」に記載の試験方法に準拠して材齢28日の圧縮強度を測定した。
(4)接着強度の測定方法
接着強度は、以下の通り異なる条件で測定を行った。
・標準時
JIS A 6916−2000「建築用下地調整塗材」に記載の付着強さ試験方法(標準養生)に準拠して標準時の接着強度を測定した。
・湿潤時、温冷繰り返し試験後、耐アルカリ性試験後
東日本・中日本・西日本高速道路株式会社規格「構造物施工管理要領平成21年7月版 3−5−5断面修復の性能照査 表3−5−2左官工法による断面修復の性能照査項目」に記載のコンクリートとの付着性試験方法に準拠して、湿潤時、温冷繰り返し試験後及び耐アルカリ性試験後の接着強度を測定した。
【0116】
標準時及び湿潤時の接着強度を接着性の評価の指標とし、温冷繰り返し試験後及び耐アルカリ性試験後の接着強度を、接着耐久性の評価の指標とした。
【0117】
【表3】

【0118】
【表4】

【0119】
表3及び表4に示す通り、実施例1〜5の補修方法で形成されたモルタル硬化体は、いずれの環境下においても、高い接着強度を有していた。実施例1〜5の補修用モルタル組成物のフロー値は、170〜180mmであった。この結果は、各実施例で用いた補修用セメント組成物及び補修用モルタル組成物が良好な施工性(良好な鏝塗り性及び吹き付け性)を有することを示している。
【0120】
実施例1〜5で用いた補修用モルタル組成物の単位容積質量は、1.50〜1.80kg/Lであった。この結果は、各実施例の補修用セメント組成物が良好な施工性(良好な鏝塗り性及び吹き付け性)を有することを示している。
【0121】
軽量骨材C(パーライト)を用いた比較例6、8及び9の補修方法で形成されたモルタル硬化体は、それぞれ異なるガラス転移温度(Tg)を有する樹脂粉末を用いたものであるが、いずれも接着強度が低かった。特に、接着耐久性の指標となる温冷繰り返し試験後及び耐アルカリ性試験後の接着強度が0N/mmであり、耐久性に劣ることが確認された。また、比較例8は、圧縮強度が30N/mm以上であったが、接着強度が低いことから、圧縮強度の値と接着強度の値との間に相関関係は見出せなかった。
【0122】
樹脂粉末Bを配合した比較例6と、樹脂粉末Bを配合し、軽量骨材C(パーライト)から軽量骨材A(ガラス焼成軽量骨材)に置き換えた比較例5及び7との比較から、軽量骨材Aを配合すると接着強度が高くなる傾向が確認された。ただし、比較例5及び7は、4種類の接着強度のうちの一部が1.5N/mm以下と低かった。
【0123】
樹脂粉末Bを配合した比較例1と、樹脂粉末Aを配合した実施例1との比較から、樹脂粉末Aを配合することで、接着強度が高くなることが確認された。また、実施例1は、4種類の接着強度の全てが1.5N/mm以上であり、圧縮強度も30N/mm以上であった。
【0124】
樹脂粉末Aを配合した実施例1と、樹脂粉末Dを配合した比較例2及び3との比較から、樹脂粉末Dを配合すると、軽量骨材Aの配合量にかかわらず、温冷繰り返し試験後の接着強度が低くなることが確認された。
【0125】
樹脂粉末Aを配合した実施例2及び3と樹脂粉末Dを配合した比較例4とを比較から、樹脂粉末Aを配合することで軽量骨材Aの配合量にかかわらず、4種類の接着強度の全てが1.5N/mm以上となることが確認された。
【0126】
実施例4及び実施例5は、それぞれ嵩比重の異なる軽量骨材A及びBを配合しているが、どちらも4種類の接着強度が1.5N/mm以上であり、圧縮強度が30N/mm以上であった。
【0127】
以上のことから、実施例1〜5のように、ガラス転移温度が−10〜22℃の範囲で、且つスチレン/アクリル共重合系樹脂からなる再乳化形樹脂粉末(樹脂粉末A)及びガラス焼成軽量骨材(軽量骨材A、B)を含む補修用セメント組成物を用いれば、良好な施工性を有するとともに、コンクリート構造体と一体化した場合に適度な圧縮強度を有し、優れた接着性及び優れた接着耐久性を有するモルタル硬化体が形成されることが確認された。すなわち、本実施例の補修用セメント組成物は、コンクリート構造体の断面修復に好適に用いることが可能であるうえに、鏝塗り又は吹き付け等の作業を容易に行うことができる。
【0128】
(中性化深さ)
実施例5の補修方法で用いた補修用モルタル組成物を実施例6の補修方法として用い、JIS A 5201−2002「セメントの物理試験方法」に記載の配合で調製した1:3モルタルを比較例10の補修方法として用い、JIS A 1153−2003「コンクリートの促進中性化試験」に記載の試験方法に準拠し、中性化深さを測定した。促進中性化試験に用いる供試体は、断面形状が正方形で、その一辺の長さは100mm、長さは400mmとし、3個用意した。
【0129】
供試体は、材齢1日後脱型し、材齢4週まで水中で養生を行い、その後材齢8週まで気中で養生を行った。また、材齢7〜8週の間に、供試体の打込み面、底面及び両端面をシールした。中性化の促進条件は、20℃、相対湿度65%、二酸化炭素濃度5%とした。各材齢期間における供試体について、端部から60mmの位置で切断し、フェノールフタレイン1%アルコール溶液を噴霧し、赤変しない部分の長さ(mm)について、1側面につき6等分した5か所を測定し、得られた値の平均値を算出した。実施例6及び比較例10の測定結果(平均値)を表5に示す。
【0130】
【表5】

【0131】
表5に示すとおり、実施例6の補修方法で得られたモルタル硬化体については、材齢91日まで中性化深さの平均値が0.0mmであり、材齢182日でも平均値が2.0mmと、耐久性に優れていることを示した。一方、比較例10の補修方法で得られたモルタル硬化体については、材齢28日で平均値が2.4mmになっており、耐久性に優れていないことを示した。
【0132】
(凍結融解)
実施例5の補修方法で用いた補修用モルタル組成物を実施例7の補修方法として用い、JIS A 5201−2002「セメントの物理試験方法」に記載の配合で調製した1:3モルタルを比較例11の補修方法として用い、JIS A 1148−2010「コンクリートの凍結融解試験方法(A法)」に記載の試験方法に準拠し、たわみ振動の一次共鳴振動数及び質量を測定し、相対動弾性係数及び質量減少率を算出した。凍結融解試験に用いる供試体は、断面形状が正方形で、その一辺の長さは100mm、長さは400mmとし、3個用意した。
【0133】
供試体は、材齢1日後脱型し、材齢4週まで20℃の水中で養生を行った。試験開始材齢は28日とし、凍結融解の1サイクルは、供試体の中心部温度が5℃から−18℃に下がり、また、−18℃から5℃に上がるものとし、3〜4時間とした。たわみ振動の一次共鳴振動数及び質量の測定は、約30サイクルごとに行い、得られた値の平均値を算出した。実施例7及び比較例11の測定結果(平均値)を表6に示す。
【0134】
【表6】

【0135】
表6に示すとおり、実施例7の補修方法で得られたモルタル硬化体については、比較例11の補修方法で得られたモルタル硬化体よりも相対動弾性係数及び質量減少率の変動が少なく、耐凍害性に優れていることを示した。
【産業上の利用可能性】
【0136】
本発明によれば、良好な施工性を有するとともに、コンクリート構造体と一体化したときに適度な圧縮強度を有し、優れた接着性及び接着耐久性を兼ね備えたモルタル硬化体を形成することが可能なコンクリート構造体の補修方法を提供することができる。本発明のコンクリート構造体の補修方法は、コンクリート構造体の断面修復に好適に用いられる。
【符号の説明】
【0137】
11,12…コンクリート部、13,15…鉄筋、14…領域、16…防錆材、17…プライマー層、18…モルタル組成物、20…コンクリート構造体、21…ミキサ、22…モルタルポンプ、23…エアー源、24…耐圧ホース、25…吹き付けガン、100,101,102,103,104,105…コンクリート構造体。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンクリート構造体の一部を除去した箇所に、セメント組成物と水とを配合し混練して調製したモルタル組成物を施工するモルタル施工工程と、
前記モルタル組成物を硬化させて、前記箇所にモルタル硬化体を形成する硬化体形成工程と、を有するコンクリート構造体の補修方法であって、
前記セメント組成物は、ポルトランドセメント、石灰石粉末、無機系膨張材、細骨材、軽量骨材及び再乳化形樹脂粉末を含み、
前記軽量骨材は、主成分としてガラスを含む原料を焼成して得られたものであり、
前記再乳化形樹脂粉末は、主成分としてスチレン/アクリル共重合系樹脂を含有し、且つガラス転移温度(Tg)が−10〜22℃であるコンクリート構造体の補修方法。
【請求項2】
前記軽量骨材は、
嵩比重が0.25〜0.60であり、
粒子径が1200μm以上であり且つ2500μm未満である粒子の質量割合が45質量%以下であり、
粒子径が600μm以上であり且つ1200μm未満である粒子の質量割合が40〜70質量%である、請求項1に記載のコンクリート構造体の補修方法。
【請求項3】
前記ポルトランドセメント100質量部に対し、
前記石灰石粉末を5〜80質量部、前記無機系膨張材を5〜15質量部、前記細骨材を5〜90質量部、前記軽量骨材を3.5〜30質量部、及び前記再乳化形樹脂粉末を3〜15質量部含む、請求項1又は2に記載のコンクリート構造体の補修方法。
【請求項4】
前記無機系膨張材は生石灰−石膏系膨張材を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のコンクリート構造体の補修方法。

【図1】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図2】
image rotate


【公開番号】特開2012−214354(P2012−214354A)
【公開日】平成24年11月8日(2012.11.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−233619(P2011−233619)
【出願日】平成23年10月25日(2011.10.25)
【出願人】(000000206)宇部興産株式会社 (2,022)
【Fターム(参考)】