コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れ用補修材料及び該補修材料を用いた該ひび割れの補修方法
【課題】
供用中のコンクリート構造物、例えば高架橋やトンネル等に発生した漏水を伴うひび割れに対して、コンクリート構造物の供用を妨げることなく、該ひび割れを効果的に補修して漏水を止めることが可能な補修材料及び補修方法を提供することである。
【解決手段】
コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れ用補修材料は、セメント、水及び自己治癒材料を含有するペーストであって、前記自己治癒材料は、層状ケイ酸塩鉱物、長石、オキシカルボン酸又はジカルボン酸を含有するものである。
供用中のコンクリート構造物、例えば高架橋やトンネル等に発生した漏水を伴うひび割れに対して、コンクリート構造物の供用を妨げることなく、該ひび割れを効果的に補修して漏水を止めることが可能な補修材料及び補修方法を提供することである。
【解決手段】
コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れ用補修材料は、セメント、水及び自己治癒材料を含有するペーストであって、前記自己治癒材料は、層状ケイ酸塩鉱物、長石、オキシカルボン酸又はジカルボン酸を含有するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れ用補修材料及び該補修材料を用いた該ひび割れの補修方法に関し、特にコンクリート構造物において漏水を伴うひび割れに用いる、自己治癒材料を含有する補修材料及び該補修材料を用いた該ひび割れの補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築又は土木構造物の構築に用いられるコンクリートは、セメント、水、骨材等を含み、セメントの水和反応によって硬化する性質を有する。この硬化後のコンクリートは、応力の作用、温度変化あるいは乾燥等による体積変化が生じること等によって、ひび割れが発生する場合がある。コンクリートにおけるひび割れは、漏水、鉄筋腐食等を発生させ、耐久性を大きく低下させる主要因となるため、ひび割れの程度が大きいと補修等を行うことが必要である。例えば、鉄道あるいは自動車用のコンクリート高架橋、トンネル等のコンクリート構造物において、コンクリート高架橋の床版及び橋脚、トンネルの覆工コンクリートに発生したひび割れに対して補修用充填材の注入や断面修復等の補修が行われる。
【０００３】
しかしながら、このコンクリート高架橋の床版及び橋脚、トンネルの覆工コンクリートに発生したひび割れを補修する場合、供用中の高架橋あるいはトンネルにおいて、通行止めを含む交通規制の実施等を行う必要があるため、工期が長期間に渡り、又、多大な費用がかかるという問題があった。更に、雨水や地下水により発生した漏水を伴うひび割れを補修する場合、エポキシ系樹脂やウレタン系樹脂等の有機系補修材料は、水の存在する湿潤状態では、注入不良、硬化不良、付着不良等を起こすため、補修自体が非常に困難となってしまうという問題もあった。
【０００４】
更に露天で供用される高架橋等のコンクリート構造物は、環境（季節や天候による温度、湿度、日射等）の変化や上部を走行する列車や車両による荷重や振動等に起因して、コンクリート構造物のひび割れ幅が経時に伴い変化する。そのため、一度ひび割れを補修しても、環境（季節や天候による温度、湿度、日射等）の変化や上部を走行する列車や車両による荷重や振動等によって再度ひび割れが発生する場合があり、これらコンクリート構造物の外部環境に起因するひび割れ幅の変化に追従する補修技術が望まれている。
【０００５】
かかる点に鑑みて、コンクリート構造物に修復、防水、止水工事等を行わなかった場合であっても、止水性能や耐久性を維持することができるもので、ひび割れが発生してもこれを自ら修復できる自己治癒コンクリートが開発されている（例えば、特許文献１、２、３、４参照）。
【０００６】
しかし、上述したような自己治癒コンクリートは、確実なひびわれ自己治癒性能が得られるものではなく、ひび割れ発生後の止水性能の更なる向上が求められている。
又、建築構造物に用いられる場合、コンクリートの打設直後の間もない期間だけでなく、長い時間が経過した後にひび割れが生じた場合であっても、十分な自己治癒性を発揮し得ることも求められている。
【０００７】
特に上述した特許文献４では、自己治癒性能を有する材料（アルミノシリケート、マグネシウムシリケート、炭酸塩、酸化カルシウム、膨張材等）をコンクリートに加えて、その化学的作用を利用してひび割れ発生時にコンクリート自身が能動的にひび割れを治癒する技術が提案されているが、これら自己治癒性能を有する材料は、吸水性又は膨潤性あるいは水との反応活性が高いため、コンクリートにそのまま練り混ぜるとコンクリートのスランプ低下を引き起こし、スランプ回復のため減水剤の添加量の増大をせざるを得ず、コンクリートの凝結を著しく遅延させたり、あるいは製造コストを高騰させてしまう等の問題がある。
【０００８】
又、特許文献５では、吹付け材料に自己治癒材料を混合してトンネル構造体の覆工コンクリートの防水（止水）を行う補修技術が提案されているが、吹付けによる大規模な補修であるため、供用中のコンクリート構造物（高架橋あるいはトンネル等）に適用した場合、コンクリート構造物の供用を中止せざるを得ないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３６５８５６８号公報
【特許文献２】特開２００５−２３９４８２号公報
【特許文献３】特開２００７−３３２０１０号公報
【特許文献４】特開２００９−１９０９３７号公報
【特許文献５】特開２０１０−１８０１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、供用中のコンクリート構造物、例えば高架橋やトンネル等に発生した漏水を伴うひび割れに対して、コンクリート構造物の供用を妨げることなく、該ひび割れを効果的に補修して漏水を止めることが可能な補修材料及び補修方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修材料は、セメント、水及び自己治癒材料を含有するペーストであって、前記自己治癒材料は、層状ケイ酸塩鉱物、長石、オキシカルボン酸又はジカルボン酸を含有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の他のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修材料は、セメント、水、細骨材及び自己治癒材料を含有するモルタルであって、前記自己治癒材料は、層状ケイ酸塩鉱物、長石、オキシカルボン酸又はジカルボン酸を含有し、前記細骨材は、珪石、長石、陶石、リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、リチウムを含有する無機材料又は鉱物、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、高炉スラグからなる群より選ばれる少なくとも１種の材料であって且つ最大粒径が１ｍｍ以下であることを特徴とする、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修材料である。
なお、本発明における最大粒径は、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８８０１−１「試験用ふるい−第１部：金属製網ふるい」に規定される公称目開き１ｍｍのふるいを通過することで評価したものである。
【００１３】
好適には、前記本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れ用補修材料において、前記自己治癒材料は、更に、リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、エトリンガイト系及び／又は生石灰系膨張材、酸化カルシウム、短繊維からなる群より選ばれる少なくとも１種類以上の補助材料を含有することを特徴とする。
【００１４】
本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法は、漏水を伴うひび割れが発生したコンクリート構造物において、コンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って、コンクリート表面部分に上記本発明のいずれかの補修材料を塗布することを特徴とする、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法である。
【００１５】
他の本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法は、漏水を伴うひび割れが発生したコンクリート構造物において、コンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って削孔して複数の孔を設けた後、上記本発明のいずれかの補修材料を該孔に充填又は注入し、更に該補修材料を充填又は注入した孔を含む漏水を伴うひび割れが発生したコンクリート表面部分に上記本発明の他の補修材料を塗布することを特徴とする、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法である。
【００１６】
好適には、上記本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法において、補修材料を塗布、充填又は注入する前に、下地処理材としてケイ酸塩水溶液を予め塗布することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れ用補修材料及び、該補修材料を用いた該ひび割れの補修方法によれば、コンクリート構造物、例えば高架橋のコンクリート上部工、床版底面及び橋脚、橋台側面、トンネルの覆工コンクリート内側に発生した漏水を伴うひび割れ、あるいはオフィスビル又はマンション等の建築構造物のスラブ、壁等に発生した漏水を伴うひび割れに対して、漏水量（漏水速度）を低下させ、自己治癒材料の治癒能力を効果的に発揮させることが可能となる。
特に、露天で供用される高架橋等のコンクリート構造物において、環境（季節や天候による温度、湿度、日射等）の変化や上部を走行する列車や車両による荷重や振動等に起因するコンクリート構造物のひび割れ幅の経時変化に対する追従性を有するため、一度修復したひび割れ部分において、ひび割れ幅が変化（ひび割れが再度発生）しても、残存する補修材料によってひび割れが再度自己治癒する。即ち、本発明による補修材料及び該補修方法によれば、ひび割れ幅の経時変化に追従可能である。
更に供用中のコンクリート構造物に発生したひび割れの漏水防止を行う際に、通行止め等の供用を妨げることなく、又は、供用中止の期間を短縮することを可能とする。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を好適な実施形態に基づいて説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修材料は、セメント、水及び自己治癒材料を含有するペーストであって、前記自己治癒材料は、層状ケイ酸塩鉱物、長石、オキシカルボン酸又はジカルボン酸を含有する、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れ用補修材料である。
また、他の本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修材料は、セメント、水、細骨材及び自己治癒材料を含有するモルタルであって、前記自己治癒材料は、層状ケイ酸塩鉱物、長石、オキシカルボン酸又はジカルボン酸を含有し、前記細骨材は、珪石、長石、陶石、リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、リチウムを含有する無機材料又は鉱物、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、高炉スラグからなる群より選ばれる少なくとも１種の材料であって且つ最大粒径が１ｍｍ以下である、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修材料である。
【００１９】
即ち、本発明の補修材料は、上記自己治癒材料に、セメント及び水、又は、セメント及び水及び細骨材を加えて混練して得られた、コンクリートのひび割れ幅の経時変化に対する追従性を有するペースト又はモルタルである。
【００２０】
ここで、自己治癒材料は、層状ケイ酸塩鉱物、長石、オキシカルボン酸又はジカルボン酸を含む材料であり、好適には、更に、リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、エトリンガイト系及び／又は生石灰系膨張材、酸化カルシウム、短繊維からなる群より選ばれる少なくとも１種類以上の補助材料が含有される。
【００２１】
前記自己治癒材料に含まれる層状ケイ酸塩鉱物（アルミノシリケート、マグネシウムシリケート）としては、粘土鉱物のカオリン族に属するカオリナイト、ハロイサイト、ディッカイト、ナクライト、オーディライト、粘土鉱物のタルク−パイロフィライト族に属するタルク（滑石）、ウィレムサイト、ケロライト（結晶性の悪いタルク）、ピメライト（結晶性の悪いウィレムライト）、パイロフィライト（葉蝋石、蝋石）、粘土鉱物のスメクタイト族に属するサポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチーブンサイト、スインホルダイト、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、ボルコンスコアイト、粘土鉱物のバーミキュライト族に属する３八面体型バーミキュライト、２八面体型バーミキュライト、粘土鉱物の雲母族に属するマスコバイト（白雲母）、フロゴパイト（金雲母）、アンナイト（鉄雲母）、イーストナイト、シデロフィライトテトラフェリ鉄雲母、ポリリシオナイト、セラドン石、鉄セラドン石、鉄アルミノセラドン石、アルミノセラドン石、砥部雲母、ソーダ雲母、セリサイト（絹雲母）、粘土鉱物の層間欠損型雲母族に属するイライト、海緑石、ブラマーライト、ウォンネサイト、粘土鉱物の脆雲母族に属するクリントナイト、キノシタ、ヒデ雲母、真珠雲母、粘土鉱物の緑泥石族に属するクリノクロア（緑泥石）、シャモサイト、ペナンタイト、ニマイト、ベイリクロア、ドンバサイト、クッケアイト、スドーアイト等が挙げられる。
【００２２】
これらの層状ケイ酸塩鉱物（アルミノシリケート、マグネシウムシリケート）の中では、特に、モンモリロナイト（（Ｎａ，Ｃａ）０．３３（Ａｌ，Ｍｇ）２Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２・ｎＨ２Ｏ、ｎ＝不定）、タルク（滑石、３ＭｇＯ・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）の使用が好ましく、更にモンモリロナイトの中でもＮａ−ベントナイト、Ｃａ−ベントナイト、酸性白土、アタパルジャイト（パリゴルスカイト、Ｍｇ５Ｓｉ８Ｏ２０（ＯＨ）２（ＯＨ２）４・Ｈ２Ｏ、ただしＭｇの一部はＡｌに置換されている）、セピオライト（Ｍｇ８Ｓｉ１２Ｏ３０（ＯＨ２）４（ＯＨ）４・６〜８Ｈ２Ｏ）の使用が、膨潤作用によるひび割れの自己治癒性能に優れているため、特に好ましい。
【００２３】
又、層状ケイ酸塩鉱物（アルミノシリケート、マグネシウムシリケート）は、粒径１０〜１００μｍ程度に粉砕された一般の工業用グレードのものを使用することができる。
更に、層状ケイ酸塩鉱物は、上記例示した鉱物を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
該層状ケイ酸塩鉱物は、自己治癒材料を含む補修材料中、３〜２０質量％含まれていることが、良好なひび割れの自己治癒性能を発現させる点から好ましい。
【００２４】
更に、前記自己治癒材料に含まれる長石としては、斜長石に属する灰長石（ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８）、曹長石（ＮａＡｌＳｉ３Ｏ８）、灰長石及び曹長石の連続固溶体を含む鉱物、アルカリ長石に属する正長石（ＫＡｌＳｉ３Ｏ８）、曹長石（ＮａＡｌＳｉ３Ｏ８）、正長石及び曹長石の連続固溶体を含む鉱物等が挙げられる。
これらの中では、セメント等の強アルカリ性物質あるいはオキシカルボン酸又はジカルボン酸と反応しやすい灰長石の使用が特に好ましいが、安価で入手が容易な窯業原料用の曹長石、正長石を主成分とする鉱物を使用しても良い。これらは、いずれも粒径１０〜１００μｍ程度に粉砕された一般の工業用グレードのものを使用することができる。又、長石は、上記例示した鉱物を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
該長石は、自己治癒材料を含む補修材料中、２〜１０質量％含まれていることが、良好なひび割れの自己治癒性能を発現させる点から好ましい。
【００２５】
更に、前記自己治癒材料に含まれるオキシカルボン酸又はジカルボン酸としては、オキシカルボン酸（ヒドロキシカルボン酸；１分子中に水酸基とカルボキシル基をもつ化合物）では、クエン酸、Ｌ−酒石酸、リンゴ酸、乳酸等が挙げられる。ジカルボン酸（１分子中２つのカルボキシル基をもつ化合物）では、シュウ酸、マロン酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、イタコン酸（メチレンコハク酸）等が挙げられる。これらの中でも、クエン酸、Ｌ−酒石酸、シュウ酸、マロン酸、フマル酸、マレイン酸が安価で入手が容易であることから特に好ましい。これらオキシカルボン酸又はジカルボン酸は、工業用グレードで、粒径１０〜１００μｍ程度に調整された粉体状態のものを使用することが好ましく、単体又は任意の種類及び粒径の異なる複数のオキシカルボン酸又はジカルボン酸を使用することもできる。オキシカルボン酸又はジカルボン酸は、自己治癒材料を含む補修材料中、０．１〜３質量％含まれていることが、良好なひび割れの自己治癒性能を発現させる点から好ましい。
【００２６】
本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修材料は、前記自己治癒材料混合物にセメント及び水と混練したペースト、又は、前記自己治癒材料混合物にセメント、細骨材及び水と混練したモルタルである。
【００２７】
該セメントとしては、ポルトランドセメント、その他の混合セメント、超速硬系セメント等を特に制限なく使用できる。ポルトランドセメントとしては、低熱、中庸熱、普通、早強、超早強、耐硫酸塩等の各種ポルトランドセメントが挙げられ、又、混合セメントとしては、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等が挙げられる。超速硬系セメントとしては、アルミナセメント、１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＸ２系（ＸはＦ等のハロゲン元素）セメント、アウイン（カルシウムサルフォアルミネート（３ＣａＯ・３Ａｌ２Ｏ３・ＣａＳＯ４））系セメント、更に、前述の各種セメントを通常より大きな粒度（例えば、最大粒径が１００〜３００μｍ、ブレーン比表面積が５００〜２０００ｃｍ２／ｇ）に調整した粗粉セメントが挙げられる。
【００２８】
これらの中でも、安価なポルトランドセメントが好ましく、さらにモルタルやコンクリートの硬化体のひび割れを抑制するためには、モルタルやコンクリートの硬化体の乾燥収縮（自己収縮）が小さくなるビーライト（Ｃ２Ｓ）含有量の高い低熱ポルトランドセメント又は中庸熱ポルトランドセメントの使用が特に好ましい。又、各種セメントの通常より大きな粒度（例えば、最大粒径が１００〜３００μｍ、ブレーン比表面積が５００〜２０００ｃｍ３／ｇ）に調整した粗粉セメントを使用した場合は、補修材料の自己治癒性能の長期温存効果が向上するため好ましい。
更に、これらセメントは、上記例示したセメントを単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００２９】
該セメントの添加量は、前記自己治癒材料１０質量部に対して５０〜１００質量部の範囲内が好適である。セメントの添加量が５０質量部未満では、補修材料のペースト又はモルタルの強度が不足し、重力の作用によって、ひび割れの生じたコンクリートに塗布又は塗布した補修材料がダレたり、脱落（落下）する危険性が増大するため好ましくない。
一方、セメントの添加量が１００質量部を超えると補修材料中の自己治癒材料の含有量が低くなり、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れに対する自己治癒性能が十分に得られないため好ましくない。
【００３０】
又、配合する水としては、上記セメントの水和反応や補修対象となるひび割れの生じたコンクリート硬化体に悪影響を及ぼす有機物、塩化物イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等を含有しなければ特に限定されず、上水道水、工業用水、地下水、河川水、雨水、蒸留水、化学分析用の高純度水（超純水、純水、イオン交換水）等が使用できる。これらの中でも、安価で品質の安定している上水道水又は工業用水の使用が好ましい。
該水の添加量は、自己治癒材料を含む補修材料及びセメントの合計量１０質量部に対して２〜１０質量部の範囲内が好適である。水の添加量が２質量部未満では、水が不足して、ひび割れの生じたコンクリートに対する塗布、充填、注入の用途に適したペースト又はモルタルが得られないため不適当である。一方、水の添加量が１０質量部を超えると、水が過剰となり塗布又は充填（注入）に不具合が生じ、又、補修材料のペースト及びモルタルの強度が不足し、重力の作用によって、ひび割れの生じたコンクリートに塗布又は充填（注入）した補修材料がダレたり、脱落（落下）する危険性が増大するため不適当である。
【００３１】
更に、水の添加量を減らすためポリカルボン酸系高性能減水剤等のコンクリート用化学混和剤を併用することもできる。化学混和剤としては、液体状又は粉末状の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤等のコンクリートに用いられる減水剤として公知のものを制限なく適用できる。化学混和剤は、上記セメントに対して、０．１〜３．０質量％含まれることが好ましい。
【００３２】
また、前記自己治癒材料には、必要に応じて、リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、エトリンガイト系及び／又は生石灰系膨張材、酸化カルシウムを含有する無機材料、短繊維からなる群より選ばれる少なくとも１種類以上の補助材料を更に配合することができる。
【００３３】
前記自己治癒材料の補助材料となるリン酸カルシウムとしては、Ｃａ（Ｈ２ＰＯ４）２（第１リン酸カルシウム）、ＣａＨＰＯ４（第２リン酸カルシウム）、Ｃａ３（ＰＯ４）２（第３リン酸カルシウム）、骨灰（リン酸カルシウム＝Ｃａ３（ＰＯ４）２）等が挙げられる。
これらのリン酸カルシウムの中では、ＣａＨＰＯ４（第２リン酸カルシウム）は、コンクリートのひび割れ部分において、セメント鉱物の水和物として生成する水酸化カルシウム又は、該層状ケイ酸塩鉱物（マグネシウムシリケート）と反応し、結合力が高いＣａ５（ＰＯ４）３（ＯＨ）（ハイドロキシアパタイト＝水酸燐灰石）、Ｃａ１８Ｍｇ２Ｈ２（ＰＯ４）１４（ウィットロッカイト）、リン酸三カルシウム、リン酸水素カルシウム二水和物、リン酸水素カルシウム無水和物、非晶質リン酸カルシウム、リン酸八カルシウム等のリン酸カルシウム化合物を生じて、ひび割れ部分に緻密な水和物を形成することができるため、特に好ましい。また、リン酸カルシウムは、粒径１０〜１００μｍ程度に粉砕された一般の工業用グレードのものを使用することが好ましく、上記例示した鉱物を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
リン酸カルシウムは、自己治癒材料を含む補修材料中、１〜５質量％含まれていることが、良好なひび割れの自己治癒性能を発現させる点から好ましい。
【００３４】
また、前記自己治癒材料の補助材料となるアルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩としては、例えば、ＣａＣＯ３（炭酸カルシウム；カルサイト、アラゴナイト、バテライト）、ドロマイト（苦灰石、ＣａＣＯ３・ＭｇＣＯ３）、マグネサイト（菱苦土鉱、主成分＝ＭｇＣＯ３）、Ｌｉ２ＣＯ３（炭酸リチウム）、Ｎａ２ＣＯ３（炭酸ナトリウム）、Ｋ２ＣＯ３（炭酸カリウム）、ＭｇＣＯ３（炭酸マグネシウム）、ＬｉＨＣＯ３（炭酸水素リチウム）、ＮａＨＣＯ３（炭酸水素ナトリウム）、ＫＨＣＯ３（炭酸水素カリウム）、Ｍｇ（ＨＣＯ３）２（炭酸水素マグネシウム）等が挙げられる。
これらのアルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩としては、Ｌｉ２ＣＯ３（炭酸リチウム）、ＭｇＣＯ３（炭酸マグネシウム）を含む軽質炭酸マグネシウム、ＣａＣＯ３（炭酸カルシウム）を含む軽質炭酸カルシウムが、コンクリートのひび割れを修復する特性に優れることから特に好ましい。アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩は、粒径１０〜１００μｍ程度に粉砕された一般の工業用グレードのものを使用することが好ましく、上記例示した材料又は鉱物を単体で、又は、任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
該アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩は、自己治癒材料を含む補修材料中、１〜５質量％含まれていることが、良好なひび割れの自己治癒性能を発現させる点から好ましい。
【００３５】
また、前記自己治癒材料の補助材料となるマグネシウムを含有する無機材料又は鉱物は、人工物としては、ＭｇＣＯ３（炭酸マグネシウム）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム＝マグネシア、ペリクレース）、Ｍｇ（ＯＨ）２（水酸化マグネシウム＝ブルーサイト）、ＭｇＳＯ４（硫酸マグネシウム）、Ｍｇ（ＮＯ２）２（亜硝酸マグネシウム）、Ｍｇ（ＮＯ３）２（硝酸マグネシウム）、２ＭｇＯ・３ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（ケイ酸マグネシウム、ｎ＝不定）、Ｍｇ６Ａｌ２（ＣＯ３）（ＯＨ）１６・４Ｈ２Ｏ（ハイドロタルサイト）等の工業用マグネシウム化合物、フェロニッケル精錬時の副産物であるフェロニッケルスラグ除冷滓及び日本工業規格ＪＩＳ Ａ ５０１１−２に適合するコンクリート用骨材用のフェロニッケルスラグ細骨材等のマグネシウム含有スラグ、フォルステライト煉瓦及びマグサイト煉瓦等のマグネシウム含有耐火物等が挙げられる。又、天然物としては、マグネシウムを多量に含有するドロマイト（苦灰石、ＣａＣＯ３・ＭｇＣＯ３）、マグネサイト（菱苦土鉱、主成分＝ＭｇＣＯ３）、かんらん岩＝かんらん石（ヅン岩、オリビンサンド、フォルステライトサンド、ダナイトサンド等、主成分＝（Ｍｇ，Ｆｅ）２ＳｉＯ４）、蛇紋岩（３ＭｇＯ・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ、一部ブルーサイト＝Ｍｇ（ＯＨ）２を含む）、角閃石（Ｍｇ７（Ｓｉ４Ｏ１１）２（ＯＨ）２、ただし石綿＝アスベストを含むものは除く）、輝石、頑火輝石（エンスタタイト＝Ｍｇ２Ｓｉ２Ｏ６）、透輝石（ＣａＭｇＳｉ２Ｏ６）、コーリンガイト（Ｍｇ１０Ｆｅ２ＣＯ３（ＯＨ）２４・２Ｈ２Ｏ）、スジクレナイト（Ｍｇ６Ｆｅ２（ＯＨ）１６ＣＯ３・４Ｈ２Ｏ）、パイロオーライト（Ｍｇ６Ｆｅ２（ＯＨ）１６ＣＯ３・４Ｈ２Ｏ）、ブルグナテライテ（Ｍｇ６Ｆｅ（ＯＨ）１３ＣＯ３・４Ｈ２Ｏ）、ネスケホニト（ＭｇＣＯ３・３Ｈ２Ｏ）等のマグネシウム含有鉱物等が挙げられる。
【００３６】
これらマグネシウムを含有する無機材料又は鉱物は、一部膨張反応性を有する場合があるため、自己治癒材料を含む補修材料ペースト硬化体及び補修材料モルタル硬化体のポップアウトを避けるため、粒径１０〜１００μｍ程度に粉砕された一般の工業用グレードのものを使用することが好ましく、ひび割れの自己治癒速度を重視する場合は、高価ではあるがマグネシウム含有量の高い炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウムの使用が好ましい。
一方、製造コストの低減を図るためには、マグネシウム含有量は低いが、極めて安価なマグネシウムを含有する鉱物及びスラグ、耐火物の使用が好ましい。
【００３７】
これらマグネシウムを含有する無機材料及び鉱物は、上記例示した無機材料又は鉱物を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。該マグネシウムを含有する無機材料及び鉱物は、自己治癒材料を含む補修材料中、１〜５質量％含まれていることが、良好なひび割れの自己治癒性能を発現させる点から好ましい。
【００３８】
また、前記自己治癒材料の補助材料となる非晶質シリカ含有無機材料としては、非晶質（ガラス質）のシリカ（二酸化ケイ素＝ＳｉＯ２））を少なくとも５０質量％以上含有し、いわゆるポゾラン反応性を有する無機材料及び鉱物である。該非晶質シリカ含有無機材料の人造物としては、フライアッシュ（石炭灰）、シリカフューム（フュームドシリカ）、電融ジルコニア製造時に回収されるシリカ質微粉末、光ファイバー等のシリカガラス製造時に回収されるシリカ質微粉末、金属シリコン（Ｓｉ、ケイ素）を燃焼（酸化）させて製造する合成シリカ質微粉末、ケイ素塩化物を気化し高温の水素炎中において気相反応によって合成するシリカ質微粉末、ケイ酸ソーダ水溶液のｐＨを調整して合成する沈降性シリカ又はシリカゲル、もみ殻又は稲わらの燃焼灰、カオリン鉱物（カオリナイト＝Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ、ディカイト（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、ハロイサイト（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・４Ｈ２Ｏ）等）を５００〜９００℃程度で焼成したメタカオリン等に代表される焼成粘土、窯業から発生する廃材（廃瓦、廃煉瓦、廃陶器、廃陶磁器等）、製鋼時に発生する高炉フューム等が挙げられる。又、該非晶質シリカ含有無機材料の天然物としては、珪酸質白土、凝灰岩（流紋岩質凝灰岩、ゼオライト質凝灰岩等）、デイサイト、珪藻土、酸性火山岩、火山灰、シラス等が挙げられる。
【００３９】
該非晶質シリカ含有無機材料としては、安価で入手の容易なフライアッシュ（石炭灰）の使用が好ましく、フライアッシュとしては、日本工業規格ＪＩＳ Ａ ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」に定められたI種規格品、II種規格品、III種規格品、IV種規格品、最大粒径が１０〜２０μｍ程度の特定粒径（粒度分布）に調整された分級フライアッシュ、加圧流動床石炭灰（ＰＦＢＣ）に代表されるＣａＯを１０質量％以上含有する高カルシウム型のフライアッシュ等が挙げられる。これらの中では、不純物の少ないＪＩＳのI種又はII種の規格適合品、分級フライアッシュ、ＣａＯを１０質量％以上含有する高カルシウム型のフライアッシュの使用がより好ましく、更に分級フライアッシュ、ＣａＯを１０質量％以上含有する高カルシウム型のフライアッシュは、ポゾラン反応性が高いので特に好ましい。
【００４０】
これらの非晶質シリカ含有無機材料は、粒径１０〜１００μｍ程度に調整された一般の工業用グレードのものを使用することが好ましく、上記例示した材料を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
該非晶質シリカ含有無機材料は、自己治癒材料を含む補修材料中、良好なひび割れの自己治癒性能を発現させる点から１〜１０質量％含まれていることが好ましい。
【００４１】
また、前記自己治癒材料の補助材料となる前記エトリンガイト系及び／又は生石灰系膨張材としては、市販のエトリンガイト系（カルシウムサルフォアルミネート系）膨張材、生石灰系膨張材、エトリンガイト−生石灰複合系膨張材、膨張材の有効成分であるアウイン＝カルシウムサルフォアルミネート（３ＣａＯ・３Ａｌ２Ｏ３・ＣａＳＯ４）あるいは遊離石灰（ＣａＯ）あるいは遊離石膏（ＣａＳＯ４）を含有するセメントクリンカ又はセメント、非焼成の膨張材成分含有材料（石膏、アウイン、酸化カルシウムの粉末をそれぞれ任意の組合せ及び混合比率で混合したもので、混合後に焼成処理を施さないもの）等が挙げられる。これら膨張材又は非焼成の膨張材成分含有材料の中でも品質の安定している日本工業規格ＪＩＳ Ａ ６２０２「コンクリート用膨張材」の規格を満足するものが好ましい。
【００４２】
該膨張材材料は、粒径１０〜１００μｍ程度に調整された一般の工業用グレードのものを使用することが好ましく、上記例示した材料を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。自己治癒材料を含む補修材料中に、１〜１０質量％含まれていることが、良好なひび割れの自己治癒性能を発現させる点から好ましい。
【００４３】
また、前記自己治癒材料の補助材料となる酸化カルシウム（生石灰、ＣａＯ）を含有する材料としては、市販の製銑焼結用生石灰、製鋼転炉用生石灰、硬焼（死焼）生石灰、土質改良用生石灰、製鋼時の副産物で酸化カルシウムを多量に含む転炉スラグ及び電気炉還元スラグ等が挙げられる。
本発明では、通常の生石灰より消化速度（水和反応速度）が遅い硬焼（死焼）生石灰、超硬焼生石灰の使用が好ましい。酸化カルシウムを含有する材料は、水との反応によりＣａ（ＯＨ）２を生じるが、この反応は体積膨張であり、膨張材としても機能する。
【００４４】
また、前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩と、該酸化カルシウムを含有する無機材料を組み合わせることで、これらの両成分の反応による炭酸カルシウム（カルサイト、ＣａＣＯ３）等の安定性の高い反応生成物をコンクリートのひび割れに部分に析出（生成）させることができ、一層優れたひび割れ自己治癒性能が得られるようになる。
又、これら酸化カルシウムを含有する無機材料は、一部膨張反応性を有する場合があるため、自己治癒材料を含む補修材料ペースト硬化体及び補修材料モルタル硬化体のポップアウトを避けるため、粒径１０〜１００μｍ程度に調整された粉体を使用することが好ましく、単体又は任意の種類及び粒径の異なる複数の酸化カルシウムを使用することもできる。
該酸化カルシウムを含有する材料は、自己治癒材料を含む補修材料中に、１〜１０質量％含まれていることが、良好なひび割れの自己治癒性能を発現させる点から好ましい。
【００４５】
また、前記自己治癒材料の補助材料となる短繊維としては、アスベスト（石綿）のように人体に有害な短繊維を除けば特に制限されず、高分子繊維、無機繊維、金属繊維等のいずれの材質のものでも使用することができる。
高分子繊維としては、ビニロン系高分子繊維、ポリプロピレン系高分子繊維、ポリビニルアルコール系高分子繊維、ポリアクリル系高分子繊維、ポリアクリルニトリル系高分子繊維、ポリアミド系高分子繊維、ポリウレタン系高分子繊維、セルロース系高分子繊維、レーヨン系高分子繊維、アセテート系高分子繊維等が挙げられる。
無機繊維としては、耐アルカリ性ガラス繊維、ロックウール、スラグウール、ワラストナイト繊維、塩基性硫酸マグネシウム繊維、チタン酸カリウム繊維、アタパルジャイト（パリゴルスカイト）、セピオライト、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等が挙げられる。金属繊維としては、鋼繊維、高張力鋼繊維、ステンレス繊維等が挙げられる。
【００４６】
これらの中では、有機繊維としては安価なビニロン系高分子繊維、ポリプロピレン系高分子繊維の使用が好ましい。無機繊維としては、自己治癒材料及びセメントとの親和性の高いロックウール、スラグウール、ワラストナイト繊維、塩基性硫酸マグネシウム繊維、チタン酸カリウム繊維、アタパルジャイト（パリゴルスカイト）、セピオライトの使用が好ましく、自己治癒材料（アルミノシリケート、マグネシウムシリケート）の組成（成分）を有する塩基性硫酸マグネシウム繊維、アタパルジャイト（パリゴルスカイト）、セピオライトの使用が特に好ましい。
【００４７】
該短繊維の形状は、繊維長が６ｍｍ以下、繊維直径が０．１ｍｍ以下のものが好ましい。短繊維は単独で使用しても良いが、又、材質及び形状の異なる複数の短繊維を任意の組合せ且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
該短繊維は、自己治癒材料を含む補修材料中に、０．１〜５体積％含まれていることが、補修材料の曲げ強度向上あるいは剥落防止の点から好ましい。
【００４８】
本発明の補修材料に用いる細骨材としては、珪石、長石、陶石、リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、リチウムを含有する無機材料又は鉱物、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、高炉スラグからなる群より選ばれる少なくとも１種の材料を最大粒径１ｍｍ以下に粒度調整したものをモルタルの細骨材として使用することができる。
最大粒径が１ｍｍを超えると、本発明の補修材料（モルタル）をコンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って、コンクリート表面部分に塗布する際の施工性が悪化し、又、補修材料の塗布厚が過大（過剰）となり、塗布後の補修材料が重力の作用により剥落し易く、あるいは塗布した補修材料そのものにひび割れが発生し易くなるため好ましくない。特に補修材料の塗布厚さを１ｍｍ以下に設定できなくなるため好ましくない。
また、細骨材の総添加量は、前記自己治癒材料及びセメントを合算した１質量部に対して５質量部以下が好適である。珪石を含む細骨材の添加量が５質量部を超えると補修材料中の自己治癒材料の含有量が低くなり、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れに対する自己治癒性能が十分に得られないため好ましくない。従って、前記補修材料（モルタル）に使用する細骨材混合総量は、補修材料（モルタル）のひび割れ修復能力及び製造コストを勘案して、自己治癒材料及びセメントを合算した１質量部に対して５質量部以下とすることが好ましい。
【００４９】
前記モルタルの細骨材となる珪石としては、天然産の珪石及び珪砂等が挙げられる。
これらの中では、安価で入手が容易な窯業原料用あるいは建材原料用の珪石粉末及び珪砂の使用が好ましい。これらは、いずれも粒径１ｍｍ以下に粒度調整（粉砕）された一般の工業用グレードのものを使用することができる。又、該珪石は、前記例示した鉱物を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００５０】
また、前記モルタルの細骨材となる長石としては、斜長石に属する灰長石（ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８）、曹長石（ＮａＡｌＳｉ３Ｏ８）、灰長石及び曹長石の連続固溶体を含む鉱物、アルカリ長石に属する正長石（ＫＡｌＳｉ３Ｏ８）、曹長石（ＮａＡｌＳｉ３Ｏ８）、正長石及び曹長石の連続固溶体を含む鉱物等が挙げられる。
これらの中では、セメント等の強アルカリ性物質あるいはオキシカルボン酸又はジカルボン酸と反応しやすい灰長石の使用が特に好ましいが、安価で入手が容易な窯業原料用の曹長石、正長石を主成分とする鉱物を使用しても良い。これらは、いずれも粒径１ｍｍ以下に粒度調整された一般の工業用グレードのものを使用することができる。又、長石は、前記例示した鉱物を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００５１】
また、前記モルタルの細骨材となる陶石としては、微細な石英（ＳｉＯ２）及び絹雲母（セリサイト；ＫＡｌ２ＡｌＳｉ３Ｏ１０（ＯＨ）２）の粒子を含有する窯業用原料及びそれらを含む鉱物等が挙げられる。
これらの中では、天草陶石等の安価で入手が容易な窯業用陶石を主成分とする鉱物の使用が好ましい。これらは、いずれも粒径１ｍｍ以下に粒度調整された一般の工業用グレードのものを使用することができる。又、陶石は、前記例示した鉱物を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００５２】
また、前記リン酸カルシウムとしては、天然産のＣａＨＰＯ４（第２リン酸カルシウム）、骨灰（リン酸カルシウム＝Ｃａ３（ＰＯ４）２）、Ｃａ（Ｈ２ＰＯ４）２（第１リン酸カルシウム）、Ｃａ３（ＰＯ４）２（第３リン酸カルシウム）等が挙げられる。
これらの中では、ＣａＨＰＯ４（第２リン酸カルシウム）は、セメント鉱物の水和物として生成する水酸化カルシウムや前記の層状ケイ酸塩鉱物（マグネシウムシリケート）と反応し、結合力が高いＣａ５（ＰＯ４）３（ＯＨ）（ハイドロキシアパタイト＝水酸燐灰石）、Ｃａ１８Ｍｇ２Ｈ２（ＰＯ４）１４（ウィットロッカイト）、リン酸三カルシウム、リン酸水素カルシウム二水和物、リン酸水素カルシウム無水和物、非晶質リン酸カルシウム、リン酸八カルシウム等のリン酸カルシウム化合物を生じて、ひび割れ部分に緻密な水和物を析出（生成）させることができるため、特に好ましい。又、リン酸カルシウムは、粒径１ｍｍ以下に粒度調整された一般の工業用グレードのものを使用することが好ましく、前記例示した鉱物を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００５３】
また、前記モルタルの細骨材となるアルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩としては、天然産の無機炭酸塩が好適であり、例えば、ＣａＣＯ３（炭酸カルシウム；カルサイト、アラゴナイト、バテライト）ドロマイト（苦灰石；ＣａＣＯ３・ＭｇＣＯ３）、マグネサイト（菱苦土鉱、主成分＝ＭｇＣＯ３）等が挙げられる。
これらの中では、ＣａＣＯ３（カルサイト）を主成分とする石灰石、ＣａＣＯ３（アラゴライト）を主成分とする貝殻、ＭｇＣＯ３（炭酸マグネシウム）を主成分とするドロマイトが、コンクリートのひび割れを修復する特性に優れることから特に好ましい。又、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩は、粒径１ｍｍ以下に粒度調整された一般の工業用グレードのものを使用することが好ましく、前記例示したアルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００５４】
また、前記モルタルの細骨材となるリチウムを含有する無機材料又は鉱物としては、天然物のペタライト（葉長石；ＬｉＡｌＳｉ４Ｏ１０）、スポジュメン（リシア輝石；ＬｉＡｌＳｉ２Ｏ６）、レピドライト（リシア雲母＝Ｋ（Ｌｉ，Ａｌ）３（ＡｌＳｉ３Ｏ１０）（ＯＨ，Ｆ）２）、アンブリゴナイト、モンテブラサイト、ビキタアイト等のリチウム含有鉱物が挙げられる。
これらの中では、安価なペタライト（葉長石）、スポジュメン（リシア輝石）等のリチウム含有鉱物の使用が好ましい。又、リチウムを含有する無機材料又は鉱物は、粒径１ｍｍ以下に粉砕された一般の工業用グレードのものをモルタルの細骨材として使用することが好ましい。又、リチウムを含有する無機材料又は鉱物は、前記例示した無機材料又は鉱物を単体で、あるいは任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００５５】
また、前記モルタルの細骨材となるマグネシウムを含有する無機材料又は鉱物は、人工物としては、ＭｇＣＯ３（炭酸マグネシウム）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム＝マグネシア、ペリクレース）、Ｍｇ（ＯＨ）２（水酸化マグネシウム＝ブルーサイト）、ＭｇＳＯ４（硫酸マグネシウム）、Ｍｇ（ＮＯ２）２（亜硝酸マグネシウム）、Ｍｇ（ＮＯ３）２（硝酸マグネシウム）、２ＭｇＯ・３ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（ケイ酸マグネシウム、ｎ＝不定）、Ｍｇ６Ａｌ２（ＣＯ３）（ＯＨ）１６・４Ｈ２Ｏ（ハイドロタルサイト）等の工業用マグネシウム化合物、フェロニッケル精錬時の副産物であるフェロニッケルスラグ除冷滓及び日本工業規格ＪＩＳ Ａ ５０１１−２に適合するコンクリート用骨材用のフェロニッケルスラグ細骨材等のマグネシウム含有スラグ、フォルステライト煉瓦及びマグサイト煉瓦等のマグネシウム含有耐火物等が挙げられる。又、天然物としては、マグネシウムを多量に含有するドロマイト（苦灰石、ＣａＣＯ３・ＭｇＣＯ３）、マグネサイト（菱苦土鉱、主成分＝ＭｇＣＯ３）、かんらん岩＝かんらん石（ヅン岩、オリビンサンド、フォルステライトサンド、ダナイトサンド等、主成分＝（Ｍｇ，Ｆｅ）２ＳｉＯ４）、蛇紋岩（３ＭｇＯ・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ、一部ブルーサイト＝Ｍｇ（ＯＨ）２を含む）、角閃石（Ｍｇ７（Ｓｉ４Ｏ１１）２（ＯＨ）２、ただし石綿＝アスベストを含むものは除く）、輝石、頑火輝石（エンスタタイト＝Ｍｇ２Ｓｉ２Ｏ６）、透輝石（ＣａＭｇＳｉ２Ｏ６
）、コーリンガイト（Ｍｇ１０Ｆｅ２ＣＯ３（ＯＨ）２４・２Ｈ２Ｏ）、スジクレナイト（Ｍｇ６Ｆｅ２（ＯＨ）１６ＣＯ３・４Ｈ２Ｏ）、パイロオーライト（Ｍｇ６Ｆｅ２（ＯＨ）１６ＣＯ３・４Ｈ２Ｏ）、ブルグナテライテ（Ｍｇ６Ｆｅ（ＯＨ）１３ＣＯ３・４Ｈ２Ｏ）、ネスケホニト（ＭｇＣＯ３・３Ｈ２Ｏ）等のマグネシウム含有鉱物等が挙げられる。
【００５６】
これらの中では、安価なドロマイト、又は、セメントとの反応性を有するかんらん岩、フェロニッケルスラグ細骨材等の使用が好ましい。コンクリートに有害な膨張性を含有しない無機材料又は鉱物であれば、前記例示した無機材料又は鉱物を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００５７】
また、前記モルタルの細骨材となる非晶質シリカ含有無機材料は、非晶質（ガラス質）のシリカ（二酸化ケイ素＝ＳｉＯ２）を少なくとも５０質量％以上含有し、いわゆるポゾラン反応性を有する無機材料及び鉱物である。該非晶質シリカ含有無機材料の人造物としては、フライアッシュ（石炭灰）の粗粉、カオリン鉱物（カオリナイト＝Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ、ディカイト（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、ハロイサイト（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・４Ｈ２Ｏ）等）を５００〜９００℃程度で焼成したメタカオリン等に代表される焼成粘土、窯業から発生する廃材（廃瓦、廃煉瓦、廃陶器、廃陶磁器等）等が挙げられる。又、該非晶質シリカ含有無機材料の天然物としては、珪酸質白土、凝灰岩（流紋岩質凝灰岩、ゼオライト質凝灰岩等）、デイサイト、珪藻土、酸性火山岩、火山灰、シラス等が挙げられる。
これらの中では、安価で入手の容易なフライアッシュ（石炭灰）の粗粉（シンダーアッシュ、炉底灰）、あるいは、珪酸質白土、凝灰岩（流紋岩質凝灰岩、ゼオライト質凝灰岩等）、デイサイト、珪藻土、酸性火山岩、火山灰、シラス等の使用が好ましい。これら非晶質シリカ含有無機材料は、粒径１ｍｍ以下に調整された一般の工業用グレードのものを使用することが好ましく、前記例示した材料を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００５８】
また、前記モルタルの細骨材となる高炉スラグとしては、製鋼時の副産物である高炉水砕スラグ細骨材、高炉除冷スラグ等が挙げられる。
これらの中では、高炉水砕スラグの中でも品質が安定し入手の容易な、ＪＩＳ Ａ ５０１１−１「コンクリート用スラグ骨材−第１部：高炉スラグ骨材」に定められた高炉スラグ粗骨材又は高炉スラグ細骨材を、粒径１ｍｍ以下に粉砕したものの使用が好ましい。これら潜在水硬性を有する材料は、前記例示した材料を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００５９】
前述の各材料を混合して得られた自己治癒材料を含むペースト又はモルタルを、漏水を伴うひび割れが生じたコンクリート面に適用した場合、かかるコンクリートに対して優れた自己治癒性を付与でき、又長期間に渡ってこの自己治癒性を維持することが可能となる。
【００６０】
上記効果の要因については、明らかではないが、次のように推測される。
即ち、本発明で使用する補修材料に含まれる自己治癒性を有する材料は、コンクリートのひび割れ部において、水との水和反応により不溶性且つ膨張性を有する水和物を生成し、この水和物の膨張によってひび割れ部を充填することができる。又、自己治癒性を有する材料中の層状ケイ酸塩鉱物は、水との反応によって膨潤し、その後、他の自己治癒材料から生成する水和物又は溶出する成分と組み合わされて、ひび割れ部分に不溶性の析出物を形成することができる。これらを塗布又は塗布及び充填したコンクリートにおいて、ひび割れ部に水が浸入した際には、まず、膨潤性を有する層状ケイ酸塩鉱物が即座に膨潤してコンクリート中の空隙を先に埋め、コンクリートにおける水和物が析出可能な空間を減少させる。
【００６１】
そして、これに続いて、長石と、オキシカルボン酸又はジカルボン酸の反応によって溶出する成分が拡散等によってひび割れ部に移動することで、ひび割れ部を選択的に閉塞（自己治癒）することにより、優れた効果を発揮することができると考えられる。
【００６２】
また、必要に応じてひび割れの自己治癒能力を促進する補助材料（リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、エトリンガイト系及び／又は生石灰系膨張材、酸化カルシウムを含有する材料、短繊維からなる群より選ばれる少なくとも１種の材料）を添加することで、漏水を伴うひび割れの自己修復作用を更に向上させることができる。
【００６３】
更に必要に応じてひび割れの自己治癒能力を促進する細骨材（珪石、長石、陶石、リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、リチウムを含有する無機材料又は鉱物、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、高炉スラグからなる群より選ばれる少なくとも１種の材料）を混合することで、漏水を伴うひび割れの自己修復作用を保持しつつ、補修の施工性（充填性、塗布性状）及び施工後の補修材料の安定性（耐久性）を向上させることが可能となる。
【００６４】
本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法は、前記自己治癒材料を含むペースト又はモルタルである補修材料を、コンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って、コンクリート表面部分に塗布する補修方法である。
本発明の他のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法は、漏水を伴うひび割れが発生したコンクリート構造物において、コンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って削孔して複数の孔を設けた後、前記自己治癒材料を含むペースト又はモルタルである補修材料を該孔に充填又は注入し、更に該補修材料を充填又は注入した孔を含む漏水を伴うひび割れが発生したコンクリート表面部分に前記自己治癒材料を含むペースト又はモルタルである補修材料を塗布する、補修方法である。
好ましくは、上記本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法において、前記自己治癒材料を含むペースト又はモルタルの補修材料を塗布、充填又は注入する前に、更に下地処理材としてケイ酸塩水溶液を予め塗布することが望ましい。
【００６５】
無機系の自己治癒材料は、ひび割れの自己治癒性能に優れているが、単純にコンクリート表面のひび割れ部分にのみ自己治癒材料を含む補修材料を充填した場合には、充填量が極めて微量であるためひび割れの自己治癒効果が十分ではない場合があり、そのため、本発明のコンクリート構造物のひび割れ補修方法は、自己治癒材料を含むペースト又はモルタルをコンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って、コンクリート表面部分に塗布することによって、コンクリート表面部分のひび割れを閉塞させ、漏水量（漏水速度）を大幅に低下させて、止水することができる。
【００６６】
又、コンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って削孔して複数の孔を設けた後、自己治癒材料を含むペースト又はモルタルを該孔に充填又は注入し、更に該補修材料を充填又は注入した孔を含む漏水を伴うひび割れが発生したコンクリート表面部分に前記に例示した自己治癒材料を含むペースト又はモルタルを塗布することによって、コンクリート表面部分のひび割れを閉塞させ、漏水量（漏水速度）を塗布のみを行った場合より更に低下させることができる。充填したペースト又はモルタルに含まれる自己治癒材料から、ひび割れを自己治癒させる有効成分、例えば析出物の前駆体となる各種金属イオンあるいは微粒子等の濃度が増大し、拡散等の作用によって、コンクリート表面より深い位置に存在するひび割れをも効果的に閉塞して自己治癒させることが可能となる。
【００６７】
本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法は、補修対象となるひび割れの幅が、コンクリート表面部において０．３ｍｍを超える場合にも適用することが可能である。
【００６８】
本発明のコンクリート構造物のひび割れの補修方法が適用できるコンクリート構造物は特に限定されず、任意の土木・建築構造物に適用でき、例えば、高架橋のコンクリート上部工、床版底面及び橋脚、橋台側面、トンネルの覆工コンクリート内側に発生した漏水を伴うひび割れ、あるいは、オフィスビル又はマンション等の建築構造物のスラブ、壁等に発生したひび割れ等に適用することが可能である。又、露天で供用される高架橋等のコンクリート構造物において、環境（季節や天候による温度、湿度、日射等）の変化や上部を走行する列車や車両による荷重や振動等に起因するコンクリート構造物のひび割れ幅の経時変化に対する追従性を有するため、一度修復したひび割れ部分においてひび割れ幅が変化（ひび割れが再度発生）しても、塗布部又は充填部に残存する未反応の補修材料によってひび割れが再度修復される。即ち、本発明による補修材料及び該補修方法によれば、ひび割れ幅の経時変化に追従してひび割れの自己修復が可能である。本発明においては、例えば、橋梁のコンクリート床版下面及び橋脚側面、トンネルの覆工コンクリート内面のいずれかに発生したひび割れに対してのみ補修を行うため、供用中のコンクリート構造物の供用を妨げることがない、又は供用を妨げることが少ない。
【００６９】
更に、本発明の自己治癒材料を含むペースト又はモルタルを塗布、充填又は注入する前に、下地処理材としてケイ酸塩水溶液を予め塗布することが好ましく、使用するケイ酸塩水溶液は、ケイ酸ナトリウム水溶液（水ガラス＝Ｎａ２Ｏ・ｎＳｉＯ２・ｘＨ２Ｏ、ｎ＝２〜４）、ケイフッ化マグネシウム（ヘキサフルオロケイ酸マグネシウム）、ケイフッ化ナトリウム水溶液等が挙げられる。
これらの中では、安価で且つ入手の容易なケイ酸ナトリウム水溶液（水ガラス）の使用が好ましい。ケイ酸ナトリウム水溶液（水ガラス）は、コンクリートに塗布すると、コンクリート中に存在するセメント水和物である水酸化カルシウムと反応し、不溶性のケイ酸カルシウム化合物（水和物）を生じて、ひび割れ部分に緻密な水和物を形成することができる。ケイ酸ナトリウム水溶液（水ガラス）の濃度は、５８質量％（１号ケイ酸ソーダ）、５２質量％（２号ケイ酸ソーダ）、４２質量％（３号ケイ酸ソーダ）等の工業用グレードのものを原液のまま、あるいは水で適宜希釈して使用することが好ましく、塗布量は、コンクリート表面にダレが生じない程度が好ましい。又、塗布したケイ酸塩水溶液が十分に含浸した後に、ひび割れを有するコンクリート表面、削孔部にケイ酸塩水溶液を予め塗布した後、更に自己治癒材料を含むペースト又はモルタルを塗布又は充填及び塗布を行うのが好ましい。
【００７０】
本発明のコンクリート構造物のひび割れの補修方法は、ひび割れが発生したコンクリート構造物のコンクリート表面のひび割れの直上で自己治癒材料を含むペースト又はモルタルをひび割れ面に塗布する。この際、重力の作用による補修材料のダレあるいは脱落又は、剥落を防止するため、硬練りのペースト又はモルタルとする。又、塗布に際しては、研掃したコンクリート表面に残留する切子（削り粉）を高圧空気、あるいはブラシ等で除去した後、手指、左官鏝、ローラー、はけ、吹きつけ装置等を使用して適宜塗布することが好ましい。
【００７１】
詳細には、塗布は、補修対象となるコンクリート表面に生じたひび割れに沿って、ひび割れ補修材料を塗布する。例えば、前記ディスクグラインダ、電動ブラシ等を用いてひび割れ部分を中心に幅３０〜１００ｍｍ程度、帯状に研掃した部分に、ひび割れ補修材料を塗布厚０．５〜３ｍｍの範囲内で塗布することが好ましい。なお、塗布厚が０．５ｍｍ未満では、自己治癒材料を含む補修材料が不足してひび割れからの漏水量の低減効果が不十分になるため好ましくない。又、塗布厚が３ｍｍを超えると、塗布の労力が過大となり、更に自己治癒材料を含む補修材料が過剰で、工法上、不経済となるため好ましくない。
【００７２】
本発明のコンクリート構造物のひび割れの補修方法は、ひび割れが発生したコンクリート構造物のコンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って削孔して複数の削孔を設ける。該削孔は、ひび割れ部分を含んで設けられ、ひび割れ部分に沿って、複数設けられる。該削孔部に自己治癒材料を含むペースト又はモルタルを充填又は注入する。該削孔の大きさは、直径１０〜３０ｍｍ及び深さ２０〜６０ｍｍ、孔の間隔は４０〜１００ｍｍの範囲内であることが好ましい。
なお、本発明を適用できるコンクリート構造物のひび割れは、特に限定されず、例えば、ひび割れ幅が０．３ｍｍ前後でかつコンクリート部材を貫通する漏水を伴うひび割れに好適に適用することができる。
【００７３】
詳細には、削孔は、補修対象となるコンクリート表面に生じたひび割れ部分に沿って、即ち、ひび割れ部分を含んで、ディスクグラインダ、電動ブラシ等を用いてひび割れ部分を中心に幅３０〜１００ｍｍ程度、帯状に研掃した後、ハンマドリル等の一般的な削孔機器を使用して、コンクリート構造物中の鉄筋、シース管等を損傷させないように、これらを避けて削孔する。
削孔の深さは、鉄筋のかぶり厚さ程度とすることが好ましい。なお、孔の直径が１０ｍｍ未満及び深さ２０ｍｍ未満、孔の間隔が１００ｍｍを越えると自己治癒材料を含む補修材料が不足してひび割れの自己治癒が不十分になるため好ましくない。又、孔の直径が３０ｍｍ超及び深さ６０ｍｍ超、孔の間隔が４０ｍｍ未満の場合は、削孔作業及び補修材料の充填作業の労力が過大となり、更に自己治癒材料を含む補修材料が過剰となり、工法上不経済となるため好ましくない。
【００７４】
また、本発明に使用する自己治癒材料を含む補修材料は、コンクリート構造物、例えば橋梁のコンクリート床版下面及び橋脚側面、トンネルの覆工コンクリート内面等のひび割れ部分を一部削孔して、該削孔に充填する際に、重力の作用による補修材料のダレあるいは脱落（落下）を防止するため、硬練りのペースト又はモルタルとすることが好ましい。
ひび割れ補修材料の充填に際しては、削孔した孔の内部に残留する切子（削り粉）を高圧空気あるいはブラシ等で除去した後、手指、金属棒、樹脂棒あるいは注入装置等を使用して適宜充填することができる。
【００７５】
本発明のコンクリート構造物のひび割れの補修方法においては、前記複数の削孔にひび割れ補修材料を充填した後、該削孔を設けたコンクリート表面に生じたひび割れに沿って、即ち、該削孔を含むひび割れ部分を含んで該ひび割れ部分に沿って、ひび割れ補修材料を塗布する。
例えば、前記ディスクグラインダ、電動ブラシ等を用いてひび割れ部分を中心に幅３０〜１００ｍｍ程度、帯状に研掃した部分に、ひび割れ補修材料を塗布厚０．５〜３ｍｍの範囲内で塗布することが好ましい。
なお、塗布厚が０．５ｍｍ未満では自己治癒材料を含む補修材料が不足してひび割れからの漏水量の低減効果が不十分になるため好ましくない。又、塗布厚が３ｍｍを超えると、塗布の労力が過大となり、更に自己治癒材料を含む補修材料が過剰で、工法上、不経済となるため好ましくない。
【実施例】
【００７６】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００７７】
［使用機器］
Ｖ型ミキサ（自己治癒材料＝粉体のプレミックス用、容量５０リットル、２００Ｖ三相モータ出力２．６ｋＷ）
モルタルミキサ（ペースト又はモルタル混練用、ホバートミキサＮ−５０、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」の強さ試験適合品、１００Ｖ単相モータ出力１２５Ｗ）
コンクリートミキサ（コンクリート混練用、大平洋機工社製、二軸強制練りミキサ、ＳＵＰＥＲ ＤＯＵＢＬＥ ＭＩＸＥＲ ＳＤ−１００、容量１００リットル、２００Ｖ三相モータ出力５．５ｋＷ）
コンクリート用耐圧試験機（円柱供試体の割裂によるひび割れ導入用、島津社製、最大載荷能力３０００ＫＮ）
デジタルマイクロスコープ（ひび割れ観察用、キーエンス社製、ＶＨＸ−１０００）
ディスクグラインダ（コンクリート端面研掃用、日立工機社製、ディスク径１２５ｍｍ、１００Ｖ単相モータ出力９６０Ｗ）
ハンマドリル（円柱供試体の端面削孔用、日立工機社製、ＤＨ４２、１００Ｖ単相モータ出力１１４０Ｗ）
【００７８】
［使用材料］
（１）自己治癒材料
層状ケイ酸塩鉱物：Ｎａ−ベントナイト（ウエスタンジェル、ベントナイト産業社製、米国ワイオミング産、最大粒径５０μｍ）及びタルク（汎用タルクＳＳＳ、日本タルク社製、最大粒径５０μｍ）
長石（カリ長石、共立窯業社製、インド産、窯業原料用、粉砕品、最大粒径１００μｍ）
オキシカルボン酸又はジカルボン酸（無水クエン酸、扶桑化学工業社製、食品添加用、粉砕品、最大粒径１００μｍ）
上記４種類の材料を用いて、次の表１の配合割合で１バッチの合計量が１０ｋｇとなるように計量後、Ｖ型ミキサで混合し、自己治癒材料を調製した。
【００７９】
【表１】
【００８０】
（２）補助材料
Ａ：リン酸カルシウム（第二リン酸カルシウム、エイティーン、東洋電化工業社製、飼料用、中国産、粉砕品、最大粒径１００μｍ）
Ｂ：アルカリ金属の炭酸塩（高純度炭酸リチウム、本庄ケミカル社製、電池材料製造用、チリ産、微粉砕品、最大粒径２０μｍ）
Ｃ：マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物（軽質炭酸マグネシウム、神島化学工業社製、食品添加用、最大粒径５０μｍ）
Ｄ：非晶質シリカ含有無機材料（フライアッシュ、ＪＩＳ Ａ ６２０１のII種適合品、日本産、最大粒径５０μｍ）
Ｅ：エトリンガイト（カルシウムサルフォアルミネート）系膨張材（ＳＡＣＳ、住友大阪セメント社製、ＪＩＳ Ｒ ６２０２適合品、最大粒径４５μｍ）
Ｆ：酸化カルシウムを含有する無機材料（超硬焼生石灰、吉澤石灰工業社製、乾燥材用、最大粒径５０μｍ）
Ｇ：短繊維（ビニロン短繊維、パワロンＲＦＣＳ７×６、クラレ社製、繊維直径２７μｍ、繊維長６ｍｍ、密度＝１．３ｇ／ｃｍ３）
上記７種類の補助材料は、表１で調整した自己治癒材料に対する内割換算で１〜１５質量％の範囲で添加した（表２）。
【００８１】
（３）ペースト又はモルタル用材料
セメント（低熱ポルトランドセメント、住友大阪セメント社製、ＪＩＳ Ｒ ５２１０適合品、密度＝３．２４ｇ／ｃｍ３）
水（上水道水、千葉県船橋市産）
【００８２】
（４）モルタル用細骨材材料
Ｅ１＝珪石（３号珪砂、東海工業社製、愛知県産、建材原料用、最大粒径２．４ｍｍ）
Ｅ２＝珪石（７号珪砂Ｎ７０、日瓢礦業社製、栃木県産、建材原料用、最大粒径３００μｍ）
Ｆ＝長石（カリ長石、共立窯業社製、インド産、窯業原料用、最大粒径４００μｍ）
Ｇ＝陶石（天草陶石、共立窯業社製、熊本県天草産、窯業原料用、最大粒径４００μｍ）
Ｈ＝リン酸カルシウム（第二リン酸カルシウム、エイティーン、東洋電化工業社製、中国産、飼料用、最大粒径６００μｍ）
Ｉ＝アルカリ土類金属の炭酸塩（石灰石＝ＣａＣＯ３、近江鉱業社製、粉砕品、最大粒径６００μｍ）
Ｊ＝リチウムを含有する無機材料又は鉱物（スポジュメン＝リシア輝石；ＬｉＡｌＳｉ２Ｏ６、トウチュウ社製、オーストラリア産、窯業原料用、Ｌｉ２О含有＝５．１％、粉砕品、最大粒径２００μｍ）
Ｋ＝マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物（ドロマイト＝ＭｇＣＯ３、栃木県佐野市産、粉砕品、最大粒径６００μｍ）
Ｌ＝非晶質シリカ含有無機材料（別府白土＝天然ポゾラン、化学組成；ＳｉＯ２＝８９％、Ａｌ２Ｏ３＝５％、大分県別府産、粉砕品、最大粒径６００μｍ）
Ｍ＝高炉スラグ（高炉水砕スラグ細骨材、ＪＩＳ Ａ ５０１１−１適合品の粉砕品、最大粒径９００μｍ）
【００８３】
下記表２に示すように、各材料を表示する配合割合で配合して、各補修材料を得た。具体的には、前記表１の自己治癒材料を使用し、補助材料を含有しない補修用ペーストは補修材料Ｎｏ．２として、また、自己治癒材料を添加しない補修用ペースを比較のために補修材料Ｎｏ．２として調製した。
さらに、前記表１の自己治癒材料及び前記（２）の７種類の補助材料を含有させた補修用ペーストを補修材料Ｎｏ．３〜９として調製した。
また、前記表１の自己治癒材料、前記（２）の７種類、及び前記（４）の細骨材材料９種類を使用し、下記表２に示す配合割合で、補修用モルタル（下記表２の補修材料Ｎｏ．１０〜２６）を調製した。
【００８４】
【表２】
【００８５】
（５）補修材料塗布用下地処理材
ケイ酸ナトリウム水溶液（富士化学社製、Ｎａ２ＳｉＯ３の水溶液、ＪＩＳ Ｋ １４０８規定の３号ケイ酸ソーダ相当品、濃度＝４０〜４２質量％、ＳｉＯ２含有量＝２８〜３０質量％、工業用）
【００８６】
（６）模擬補修試験用；ひび割れ導入コンクリート円柱供試体用材料
セメント：普通ポルドランドセメント（住友大阪セメント社製、ＪＩＳ Ｒ ５２１０適合品、密度＝３．１５ｇ／ｃｍ３）
細骨材：千葉県富津産陸砂（表乾密度＝２．５５ｇ／ｃｍ３、吸水率２．１％、ＦＭ＝２．６５）
粗骨材：茨城県桜川市産硬質砂岩砕石２００５（表乾密度＝２．６６ｇ／ｃｍ３、吸水率０．６％、ＦＭ＝６．６７）
水：上水道水
コンクリート用ＡＥ減水剤：（ＢＡＳＦ社製、リグニンスルホン酸系、ＪＩＳ Ａ ６２０４適合品）
【００８７】
［模擬補修試験用；ひび割れ導入コンクリート円柱供試体の作製］
前記（６）のひび割れ導入コンクリート円柱供試体用各材料を用いて、水セメント質量比：５０％（単位水量＝１７５ｋｇ／ｍ３）、ｓ／ａ（細骨材率；細骨材の絶対容積÷（細骨材の絶対容積＋粗骨材の絶対容積））＝４６．５体積％の配合で、ＡＥ減水剤をセメントに対して０．４質量％を用いて、スランプ＝１２ｃｍ（日本工業規格 ＪＩＳ Ａ １１０１）、空気量＝４．５％（日本工業規格 ＪＩＳ Ａ １１２８）のコンクリートを２０℃恒温室で、日本工業規格 ＪＩＳ Ａ １１３８「試験室におけるコンクリートの作り方」に準拠し、１００リットルミキサを使用して１バッチあたり７０リットルとして２バッチ練り混ぜた。練り上ったフレッシュコンクリートを用いて、日本工業規格 ＪＩＳ Ａ １１３２「コンクリート強度試験用供試体の作り法」に準拠し、鋼製簡易型枠を使用して直径１００ｍｍ×高さ２００ｍｍの円柱供試体を５８個作製した。
【００８８】
作製した円柱供試体は、鋼製簡易型枠の頭部（開口部）をポリエチレン製ビニールキャップ及び輪ゴムを使用して封かん状態とし、２０℃恒温室内で９１日間封かん養生した。９１日間の養生後、脱型し、耐圧試験機を用いて、日本工業規格 ＪＩＳ Ａ １１１３「コンクリートの割裂引張強度試験方法」に準拠して、円柱供試体５８個全てを割裂し、２つに破断させた。
割裂（破断）させた円柱供試体は、２つの破断面を正確に合わせ、内直径１００ｍｍ×幅１２ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの鋼製バンドを３本用いて円柱供試体の外部（側面部分）を３箇所拘束し、デジタルマイクロスコープを用いて円柱供試体に導入したひび割れ部のひび割れ幅を観察（供試体上下面をそれぞれ３箇所ずつ計測）しながら、鋼製バンドの張力を調節することによって、円柱供試体上下面の表面部分のひび割れ幅が約０．３ｍｍとなるように調整した。ひび割れ幅を約０．３ｍｍに調整後、円柱供試体上面（供試体作製時の型枠上部側）に通水試験用の内直径１００ｍｍ×高さ１００ｍｍの塩化ビニル製パイプを接続し、円柱供試体とパイプの接続部及び円柱供試体側面のひび割れ部分に市販のシーリング材（シリコーンゴム）を塗布して止水処理を行った。
【００８９】
ディスクグラインダを用いて、作製した通水試験用円柱供試体５８個全てに対して、塩ビパイプを接続していない供試体下面（供試体作製時の型枠底面側）の面全体の研掃を行った。研掃を終えた円柱供試体２６個は、左官鏝を用いて前記表２に示すＮｏ．１〜９のペースト又はＮｏ．１０〜２６のモルタルを塩化ビニル製パイプを接続していない供試体下面（供試体作製時の型枠底面側）の面全体に厚さが約１ｍｍとなるように塗布した（下記表３及び表４の実施例１〜２４及び比較例２・３）。この他、研掃を終えた円柱供試体１個は、比較用として何も塗布しなかった（下記表４の比較例１）。
【００９０】
前記研掃を終えた円柱供試体２８個には、塩化ビニル製パイプを接続していない供試体下面（供試体作製時の型枠底面側）の面中央部のひび割れの直上、即ち、該円柱供試体下面の該ひび割れの中心部１箇所に前記ハンマドリルを使用して、直径１６ｍｍ×深さ３０ｍｍの補修材料充填用の孔をあけた。
前記研掃及び削孔を行った円柱供試体２６個には、削孔部に前記表２に示すＮｏ．１〜９のペースト又はＮｏ．１０〜２６のモルタルを直径１０ｍｍの丸棒鋼及び左官鏝を用いて充填した。その後、直ちに左官鏝を用いて、各供試体において孔に充填したものと同じ材料（前記表２に示すＮｏ．１〜９のペースト又はＮｏ．１０〜２６のモルタル）を該供試体の該削孔が設けられたひび割れを含む端面（塩ビパイプを接続していない供試体下面）の面全体に厚さが約１ｍｍとなるように塗布した（下記表４の実施例２５〜４８及び比較例４・５）。
【００９１】
また、前記研掃のみ行った円柱供試体の残り３個と、研掃及び削孔を行った円柱供試体の残り２個に対して、下地処理材として前記ケイ酸ナトリウム水溶液を、塩化ビニル製パイプを接続していない供試体下面（供試体作製時の型枠底面側）の研掃面、研掃面及び削孔部分（孔の内部も含む）全体にハケで塗布した。塗布完了後、塗布面を上に向けて約３０分静置し、下地処理材を十分に含浸させた後、前記表２のＮо．２のペースト及びＮо．１０のモルタルを用いて塗布又は塗布及び充填を前記同様の方法で行った（下記表４の実施例４９〜５２）。又、前記研掃のみ行った円柱供試体の１個は、比較用としてケイ酸ナトリウム水溶液のみ塗布した（下記表４の比較例６）。
【００９２】
なお、これらの作業は全て２０℃恒温室内で実施し、円柱供試体に対する通水試験（止水性の評価）は、補修材料を塗布あるいは塗布及び充填が完了した直後に開始した。
通水試験は、円柱供試体の補修面を下側にして鉄製の網棚の上に静置した後、円柱供試体上部に接続した塩化ビニル製パイプに連続して上水道水を供給し、連続通水状態とした。通水開始直後及び通水開始から７日目の５分間あたりの通水量の測定を行った。
【００９３】
以上のように円柱供試体端面のひび割れに対して、補修材料の塗布あるいは塗布及び充填による補修を行った後、通水試験を実施して得られた評価結果を下記表３及び表４の実施例１〜５２及び比較例１〜６（補修材料未使用の場合、Ｎｏ．１＝自己治癒材料を添加していないセメントペーストを塗布又は／及び充填した場合：２例、Ｎｏ．１０＝粒径１ｍｍを超える細骨材を塗布又は／及び充填した場合：２例、下地処理材の塗布のみ行った場合）に示す。
【００９４】
１回目の通水試験（７日間通水）を終えた後、通水試験用の円柱供試体から塩化ビニル製パイプ及び鋼製バンドを取り外し、耐圧試験機を用いて、日本工業規格 ＪＩＳ Ａ １１１３に準拠して、円柱供試体を割裂し、再度２つに破断させた。
１回目と同様に割裂（破断）させた円柱供試体は、２つの破断面を正確に合わせ、内直径１００ｍｍ×幅１２ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの鋼製バンドを３本用いて円柱供試体の外部（側面部分）を３箇所拘束し、デジタルマイクロスコープを用いて円柱供試体に導入したひび割れ部のひび割れ幅を観察（供試体上下面をそれぞれ３箇所ずつ計測）しながら、鋼製バンドの張力を調節することによって、円柱供試体上下面の表面部分のひび割れ幅が約０．３ｍｍとなるように調整した。ひび割れ幅を約０．３ｍｍに調整後、円柱供試体上面（供試体作製時の型枠上部側）に通水試験用の内径１００ｍｍ×高さ１００ｍｍの塩化ビニル製パイプを接続し、パイプの接続部及び円柱供試体側面のひび割れ部分に市販のシーリング材（シリコーンゴム）を塗布して止水処理を行った。
なお、２回目の割裂によるひび割れの再導入後は、ペースト又はモルタルの塗布あるいは充填は、いっさい行わなかった。
【００９５】
２回目の円柱供試体に対する通水試験（止水性の評価）は、２回目の割裂によるひび割れの再導入直後に開始した。通水試験は、１回目と全く同様の方法で行った。即ち、供試体の上部に接続した塩ビ製パイプに連続して水を供給し、連続通水状態とした。通水開始直後及び通水開始から７日目の５分間あたりの通水量の測定を行った。
【００９６】
（施工性の評価）
補修方法の施工性の評価として、自己治癒材料を含む補修材料の塗布あるいは充填及び塗布作業が可能であるか、又、施工に関する作業量の多寡（施工効率）を以下の３段階の指標で評価した。
施工性の判定
判定◎：施工可能、作業量が極めて少なく施工効率が極めて高い
判定○：施工可能、作業量が少なく施工効率が高い
判定×：施工不可、作業困難
【００９７】
（通水試験；止水性の評価）
自己治癒材料を含むペースト又はモルタルを用いて、塗布あるいは充填及び塗布を行った後、該円柱供試体の上部に接続した塩化ビニル製パイプに上水道水を注水し、常時１０ｃｍの水頭を与えてコンクリート円柱供試体のひび割れからの漏水量を７日間測定して止水性の評価を、以下の５段階の指標で評価した。
止水性の評価
初期漏水量＝通水開始直後の５分間あたりの漏水量
評価Ａ：通水試験開始７日目の５分間あたりの漏水量が初期漏水量の１％以下となる場合
評価Ｂ：通水試験開始７日目の５分間あたりの漏水量が初期漏水量の１％よりも大きく、５％以下となる場合
評価Ｃ：通水試験開始７日目の５分間あたりの漏水量が初期漏水量の５％よりも大きく１０％以下となる場合
評価Ｄ：通水試験開始７日目の５分間あたりの漏水量を初期漏水量の１０％よりも大きく２５％以下となる場合
評価Ｅ：通水試験開始７日目の５分間あたりの漏水量を初期漏水量の２５％以下にすることができない場合
【００９８】
【表３】
【００９９】
【表４】
【０１００】
上記表３及び表４より、本発明の実施例１〜５２は、施工性に問題がなく、又、漏水が極めて効果的に減少した。特にひび割れを再導入した後の２回目の通水試験においても、漏水を極めて効果的に減少させることができ、補修方法として良好であると判断されたのに対して、本発明以外の比較例１〜６の場合は、施工性に問題がある、あるいは漏水防止効果が不十分等の問題があることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明のコンクリート構造物のひび割れ補修材料及びひび割れの補修方法は、例えば、鉄道あるいは自動車用の高架橋のコンクリート上部工、床版底面及び橋脚、橋台側面、トンネルの覆工コンクリート内側に発生した漏水を伴うひび割れ、及びオフィスビル又はマンション等の建築構造物のスラブ、壁等の漏水が発生し易く、又、ひび割れの補修が困難であったコンクリート構造物に対して極めて好適に適用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れ用補修材料及び該補修材料を用いた該ひび割れの補修方法に関し、特にコンクリート構造物において漏水を伴うひび割れに用いる、自己治癒材料を含有する補修材料及び該補修材料を用いた該ひび割れの補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築又は土木構造物の構築に用いられるコンクリートは、セメント、水、骨材等を含み、セメントの水和反応によって硬化する性質を有する。この硬化後のコンクリートは、応力の作用、温度変化あるいは乾燥等による体積変化が生じること等によって、ひび割れが発生する場合がある。コンクリートにおけるひび割れは、漏水、鉄筋腐食等を発生させ、耐久性を大きく低下させる主要因となるため、ひび割れの程度が大きいと補修等を行うことが必要である。例えば、鉄道あるいは自動車用のコンクリート高架橋、トンネル等のコンクリート構造物において、コンクリート高架橋の床版及び橋脚、トンネルの覆工コンクリートに発生したひび割れに対して補修用充填材の注入や断面修復等の補修が行われる。
【０００３】
しかしながら、このコンクリート高架橋の床版及び橋脚、トンネルの覆工コンクリートに発生したひび割れを補修する場合、供用中の高架橋あるいはトンネルにおいて、通行止めを含む交通規制の実施等を行う必要があるため、工期が長期間に渡り、又、多大な費用がかかるという問題があった。更に、雨水や地下水により発生した漏水を伴うひび割れを補修する場合、エポキシ系樹脂やウレタン系樹脂等の有機系補修材料は、水の存在する湿潤状態では、注入不良、硬化不良、付着不良等を起こすため、補修自体が非常に困難となってしまうという問題もあった。
【０００４】
更に露天で供用される高架橋等のコンクリート構造物は、環境（季節や天候による温度、湿度、日射等）の変化や上部を走行する列車や車両による荷重や振動等に起因して、コンクリート構造物のひび割れ幅が経時に伴い変化する。そのため、一度ひび割れを補修しても、環境（季節や天候による温度、湿度、日射等）の変化や上部を走行する列車や車両による荷重や振動等によって再度ひび割れが発生する場合があり、これらコンクリート構造物の外部環境に起因するひび割れ幅の変化に追従する補修技術が望まれている。
【０００５】
かかる点に鑑みて、コンクリート構造物に修復、防水、止水工事等を行わなかった場合であっても、止水性能や耐久性を維持することができるもので、ひび割れが発生してもこれを自ら修復できる自己治癒コンクリートが開発されている（例えば、特許文献１、２、３、４参照）。
【０００６】
しかし、上述したような自己治癒コンクリートは、確実なひびわれ自己治癒性能が得られるものではなく、ひび割れ発生後の止水性能の更なる向上が求められている。
又、建築構造物に用いられる場合、コンクリートの打設直後の間もない期間だけでなく、長い時間が経過した後にひび割れが生じた場合であっても、十分な自己治癒性を発揮し得ることも求められている。
【０００７】
特に上述した特許文献４では、自己治癒性能を有する材料（アルミノシリケート、マグネシウムシリケート、炭酸塩、酸化カルシウム、膨張材等）をコンクリートに加えて、その化学的作用を利用してひび割れ発生時にコンクリート自身が能動的にひび割れを治癒する技術が提案されているが、これら自己治癒性能を有する材料は、吸水性又は膨潤性あるいは水との反応活性が高いため、コンクリートにそのまま練り混ぜるとコンクリートのスランプ低下を引き起こし、スランプ回復のため減水剤の添加量の増大をせざるを得ず、コンクリートの凝結を著しく遅延させたり、あるいは製造コストを高騰させてしまう等の問題がある。
【０００８】
又、特許文献５では、吹付け材料に自己治癒材料を混合してトンネル構造体の覆工コンクリートの防水（止水）を行う補修技術が提案されているが、吹付けによる大規模な補修であるため、供用中のコンクリート構造物（高架橋あるいはトンネル等）に適用した場合、コンクリート構造物の供用を中止せざるを得ないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３６５８５６８号公報
【特許文献２】特開２００５−２３９４８２号公報
【特許文献３】特開２００７−３３２０１０号公報
【特許文献４】特開２００９−１９０９３７号公報
【特許文献５】特開２０１０−１８０１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、供用中のコンクリート構造物、例えば高架橋やトンネル等に発生した漏水を伴うひび割れに対して、コンクリート構造物の供用を妨げることなく、該ひび割れを効果的に補修して漏水を止めることが可能な補修材料及び補修方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修材料は、セメント、水及び自己治癒材料を含有するペーストであって、前記自己治癒材料は、層状ケイ酸塩鉱物、長石、オキシカルボン酸又はジカルボン酸を含有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の他のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修材料は、セメント、水、細骨材及び自己治癒材料を含有するモルタルであって、前記自己治癒材料は、層状ケイ酸塩鉱物、長石、オキシカルボン酸又はジカルボン酸を含有し、前記細骨材は、珪石、長石、陶石、リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、リチウムを含有する無機材料又は鉱物、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、高炉スラグからなる群より選ばれる少なくとも１種の材料であって且つ最大粒径が１ｍｍ以下であることを特徴とする、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修材料である。
なお、本発明における最大粒径は、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８８０１−１「試験用ふるい−第１部：金属製網ふるい」に規定される公称目開き１ｍｍのふるいを通過することで評価したものである。
【００１３】
好適には、前記本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れ用補修材料において、前記自己治癒材料は、更に、リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、エトリンガイト系及び／又は生石灰系膨張材、酸化カルシウム、短繊維からなる群より選ばれる少なくとも１種類以上の補助材料を含有することを特徴とする。
【００１４】
本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法は、漏水を伴うひび割れが発生したコンクリート構造物において、コンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って、コンクリート表面部分に上記本発明のいずれかの補修材料を塗布することを特徴とする、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法である。
【００１５】
他の本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法は、漏水を伴うひび割れが発生したコンクリート構造物において、コンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って削孔して複数の孔を設けた後、上記本発明のいずれかの補修材料を該孔に充填又は注入し、更に該補修材料を充填又は注入した孔を含む漏水を伴うひび割れが発生したコンクリート表面部分に上記本発明の他の補修材料を塗布することを特徴とする、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法である。
【００１６】
好適には、上記本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法において、補修材料を塗布、充填又は注入する前に、下地処理材としてケイ酸塩水溶液を予め塗布することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れ用補修材料及び、該補修材料を用いた該ひび割れの補修方法によれば、コンクリート構造物、例えば高架橋のコンクリート上部工、床版底面及び橋脚、橋台側面、トンネルの覆工コンクリート内側に発生した漏水を伴うひび割れ、あるいはオフィスビル又はマンション等の建築構造物のスラブ、壁等に発生した漏水を伴うひび割れに対して、漏水量（漏水速度）を低下させ、自己治癒材料の治癒能力を効果的に発揮させることが可能となる。
特に、露天で供用される高架橋等のコンクリート構造物において、環境（季節や天候による温度、湿度、日射等）の変化や上部を走行する列車や車両による荷重や振動等に起因するコンクリート構造物のひび割れ幅の経時変化に対する追従性を有するため、一度修復したひび割れ部分において、ひび割れ幅が変化（ひび割れが再度発生）しても、残存する補修材料によってひび割れが再度自己治癒する。即ち、本発明による補修材料及び該補修方法によれば、ひび割れ幅の経時変化に追従可能である。
更に供用中のコンクリート構造物に発生したひび割れの漏水防止を行う際に、通行止め等の供用を妨げることなく、又は、供用中止の期間を短縮することを可能とする。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を好適な実施形態に基づいて説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修材料は、セメント、水及び自己治癒材料を含有するペーストであって、前記自己治癒材料は、層状ケイ酸塩鉱物、長石、オキシカルボン酸又はジカルボン酸を含有する、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れ用補修材料である。
また、他の本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修材料は、セメント、水、細骨材及び自己治癒材料を含有するモルタルであって、前記自己治癒材料は、層状ケイ酸塩鉱物、長石、オキシカルボン酸又はジカルボン酸を含有し、前記細骨材は、珪石、長石、陶石、リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、リチウムを含有する無機材料又は鉱物、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、高炉スラグからなる群より選ばれる少なくとも１種の材料であって且つ最大粒径が１ｍｍ以下である、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修材料である。
【００１９】
即ち、本発明の補修材料は、上記自己治癒材料に、セメント及び水、又は、セメント及び水及び細骨材を加えて混練して得られた、コンクリートのひび割れ幅の経時変化に対する追従性を有するペースト又はモルタルである。
【００２０】
ここで、自己治癒材料は、層状ケイ酸塩鉱物、長石、オキシカルボン酸又はジカルボン酸を含む材料であり、好適には、更に、リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、エトリンガイト系及び／又は生石灰系膨張材、酸化カルシウム、短繊維からなる群より選ばれる少なくとも１種類以上の補助材料が含有される。
【００２１】
前記自己治癒材料に含まれる層状ケイ酸塩鉱物（アルミノシリケート、マグネシウムシリケート）としては、粘土鉱物のカオリン族に属するカオリナイト、ハロイサイト、ディッカイト、ナクライト、オーディライト、粘土鉱物のタルク−パイロフィライト族に属するタルク（滑石）、ウィレムサイト、ケロライト（結晶性の悪いタルク）、ピメライト（結晶性の悪いウィレムライト）、パイロフィライト（葉蝋石、蝋石）、粘土鉱物のスメクタイト族に属するサポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチーブンサイト、スインホルダイト、モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、ボルコンスコアイト、粘土鉱物のバーミキュライト族に属する３八面体型バーミキュライト、２八面体型バーミキュライト、粘土鉱物の雲母族に属するマスコバイト（白雲母）、フロゴパイト（金雲母）、アンナイト（鉄雲母）、イーストナイト、シデロフィライトテトラフェリ鉄雲母、ポリリシオナイト、セラドン石、鉄セラドン石、鉄アルミノセラドン石、アルミノセラドン石、砥部雲母、ソーダ雲母、セリサイト（絹雲母）、粘土鉱物の層間欠損型雲母族に属するイライト、海緑石、ブラマーライト、ウォンネサイト、粘土鉱物の脆雲母族に属するクリントナイト、キノシタ、ヒデ雲母、真珠雲母、粘土鉱物の緑泥石族に属するクリノクロア（緑泥石）、シャモサイト、ペナンタイト、ニマイト、ベイリクロア、ドンバサイト、クッケアイト、スドーアイト等が挙げられる。
【００２２】
これらの層状ケイ酸塩鉱物（アルミノシリケート、マグネシウムシリケート）の中では、特に、モンモリロナイト（（Ｎａ，Ｃａ）０．３３（Ａｌ，Ｍｇ）２Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２・ｎＨ２Ｏ、ｎ＝不定）、タルク（滑石、３ＭｇＯ・４ＳｉＯ２・Ｈ２Ｏ）の使用が好ましく、更にモンモリロナイトの中でもＮａ−ベントナイト、Ｃａ−ベントナイト、酸性白土、アタパルジャイト（パリゴルスカイト、Ｍｇ５Ｓｉ８Ｏ２０（ＯＨ）２（ＯＨ２）４・Ｈ２Ｏ、ただしＭｇの一部はＡｌに置換されている）、セピオライト（Ｍｇ８Ｓｉ１２Ｏ３０（ＯＨ２）４（ＯＨ）４・６〜８Ｈ２Ｏ）の使用が、膨潤作用によるひび割れの自己治癒性能に優れているため、特に好ましい。
【００２３】
又、層状ケイ酸塩鉱物（アルミノシリケート、マグネシウムシリケート）は、粒径１０〜１００μｍ程度に粉砕された一般の工業用グレードのものを使用することができる。
更に、層状ケイ酸塩鉱物は、上記例示した鉱物を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
該層状ケイ酸塩鉱物は、自己治癒材料を含む補修材料中、３〜２０質量％含まれていることが、良好なひび割れの自己治癒性能を発現させる点から好ましい。
【００２４】
更に、前記自己治癒材料に含まれる長石としては、斜長石に属する灰長石（ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８）、曹長石（ＮａＡｌＳｉ３Ｏ８）、灰長石及び曹長石の連続固溶体を含む鉱物、アルカリ長石に属する正長石（ＫＡｌＳｉ３Ｏ８）、曹長石（ＮａＡｌＳｉ３Ｏ８）、正長石及び曹長石の連続固溶体を含む鉱物等が挙げられる。
これらの中では、セメント等の強アルカリ性物質あるいはオキシカルボン酸又はジカルボン酸と反応しやすい灰長石の使用が特に好ましいが、安価で入手が容易な窯業原料用の曹長石、正長石を主成分とする鉱物を使用しても良い。これらは、いずれも粒径１０〜１００μｍ程度に粉砕された一般の工業用グレードのものを使用することができる。又、長石は、上記例示した鉱物を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
該長石は、自己治癒材料を含む補修材料中、２〜１０質量％含まれていることが、良好なひび割れの自己治癒性能を発現させる点から好ましい。
【００２５】
更に、前記自己治癒材料に含まれるオキシカルボン酸又はジカルボン酸としては、オキシカルボン酸（ヒドロキシカルボン酸；１分子中に水酸基とカルボキシル基をもつ化合物）では、クエン酸、Ｌ−酒石酸、リンゴ酸、乳酸等が挙げられる。ジカルボン酸（１分子中２つのカルボキシル基をもつ化合物）では、シュウ酸、マロン酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、イタコン酸（メチレンコハク酸）等が挙げられる。これらの中でも、クエン酸、Ｌ−酒石酸、シュウ酸、マロン酸、フマル酸、マレイン酸が安価で入手が容易であることから特に好ましい。これらオキシカルボン酸又はジカルボン酸は、工業用グレードで、粒径１０〜１００μｍ程度に調整された粉体状態のものを使用することが好ましく、単体又は任意の種類及び粒径の異なる複数のオキシカルボン酸又はジカルボン酸を使用することもできる。オキシカルボン酸又はジカルボン酸は、自己治癒材料を含む補修材料中、０．１〜３質量％含まれていることが、良好なひび割れの自己治癒性能を発現させる点から好ましい。
【００２６】
本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修材料は、前記自己治癒材料混合物にセメント及び水と混練したペースト、又は、前記自己治癒材料混合物にセメント、細骨材及び水と混練したモルタルである。
【００２７】
該セメントとしては、ポルトランドセメント、その他の混合セメント、超速硬系セメント等を特に制限なく使用できる。ポルトランドセメントとしては、低熱、中庸熱、普通、早強、超早強、耐硫酸塩等の各種ポルトランドセメントが挙げられ、又、混合セメントとしては、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカセメント等が挙げられる。超速硬系セメントとしては、アルミナセメント、１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＸ２系（ＸはＦ等のハロゲン元素）セメント、アウイン（カルシウムサルフォアルミネート（３ＣａＯ・３Ａｌ２Ｏ３・ＣａＳＯ４））系セメント、更に、前述の各種セメントを通常より大きな粒度（例えば、最大粒径が１００〜３００μｍ、ブレーン比表面積が５００〜２０００ｃｍ２／ｇ）に調整した粗粉セメントが挙げられる。
【００２８】
これらの中でも、安価なポルトランドセメントが好ましく、さらにモルタルやコンクリートの硬化体のひび割れを抑制するためには、モルタルやコンクリートの硬化体の乾燥収縮（自己収縮）が小さくなるビーライト（Ｃ２Ｓ）含有量の高い低熱ポルトランドセメント又は中庸熱ポルトランドセメントの使用が特に好ましい。又、各種セメントの通常より大きな粒度（例えば、最大粒径が１００〜３００μｍ、ブレーン比表面積が５００〜２０００ｃｍ３／ｇ）に調整した粗粉セメントを使用した場合は、補修材料の自己治癒性能の長期温存効果が向上するため好ましい。
更に、これらセメントは、上記例示したセメントを単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００２９】
該セメントの添加量は、前記自己治癒材料１０質量部に対して５０〜１００質量部の範囲内が好適である。セメントの添加量が５０質量部未満では、補修材料のペースト又はモルタルの強度が不足し、重力の作用によって、ひび割れの生じたコンクリートに塗布又は塗布した補修材料がダレたり、脱落（落下）する危険性が増大するため好ましくない。
一方、セメントの添加量が１００質量部を超えると補修材料中の自己治癒材料の含有量が低くなり、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れに対する自己治癒性能が十分に得られないため好ましくない。
【００３０】
又、配合する水としては、上記セメントの水和反応や補修対象となるひび割れの生じたコンクリート硬化体に悪影響を及ぼす有機物、塩化物イオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等を含有しなければ特に限定されず、上水道水、工業用水、地下水、河川水、雨水、蒸留水、化学分析用の高純度水（超純水、純水、イオン交換水）等が使用できる。これらの中でも、安価で品質の安定している上水道水又は工業用水の使用が好ましい。
該水の添加量は、自己治癒材料を含む補修材料及びセメントの合計量１０質量部に対して２〜１０質量部の範囲内が好適である。水の添加量が２質量部未満では、水が不足して、ひび割れの生じたコンクリートに対する塗布、充填、注入の用途に適したペースト又はモルタルが得られないため不適当である。一方、水の添加量が１０質量部を超えると、水が過剰となり塗布又は充填（注入）に不具合が生じ、又、補修材料のペースト及びモルタルの強度が不足し、重力の作用によって、ひび割れの生じたコンクリートに塗布又は充填（注入）した補修材料がダレたり、脱落（落下）する危険性が増大するため不適当である。
【００３１】
更に、水の添加量を減らすためポリカルボン酸系高性能減水剤等のコンクリート用化学混和剤を併用することもできる。化学混和剤としては、液体状又は粉末状の減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤等のコンクリートに用いられる減水剤として公知のものを制限なく適用できる。化学混和剤は、上記セメントに対して、０．１〜３．０質量％含まれることが好ましい。
【００３２】
また、前記自己治癒材料には、必要に応じて、リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、エトリンガイト系及び／又は生石灰系膨張材、酸化カルシウムを含有する無機材料、短繊維からなる群より選ばれる少なくとも１種類以上の補助材料を更に配合することができる。
【００３３】
前記自己治癒材料の補助材料となるリン酸カルシウムとしては、Ｃａ（Ｈ２ＰＯ４）２（第１リン酸カルシウム）、ＣａＨＰＯ４（第２リン酸カルシウム）、Ｃａ３（ＰＯ４）２（第３リン酸カルシウム）、骨灰（リン酸カルシウム＝Ｃａ３（ＰＯ４）２）等が挙げられる。
これらのリン酸カルシウムの中では、ＣａＨＰＯ４（第２リン酸カルシウム）は、コンクリートのひび割れ部分において、セメント鉱物の水和物として生成する水酸化カルシウム又は、該層状ケイ酸塩鉱物（マグネシウムシリケート）と反応し、結合力が高いＣａ５（ＰＯ４）３（ＯＨ）（ハイドロキシアパタイト＝水酸燐灰石）、Ｃａ１８Ｍｇ２Ｈ２（ＰＯ４）１４（ウィットロッカイト）、リン酸三カルシウム、リン酸水素カルシウム二水和物、リン酸水素カルシウム無水和物、非晶質リン酸カルシウム、リン酸八カルシウム等のリン酸カルシウム化合物を生じて、ひび割れ部分に緻密な水和物を形成することができるため、特に好ましい。また、リン酸カルシウムは、粒径１０〜１００μｍ程度に粉砕された一般の工業用グレードのものを使用することが好ましく、上記例示した鉱物を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
リン酸カルシウムは、自己治癒材料を含む補修材料中、１〜５質量％含まれていることが、良好なひび割れの自己治癒性能を発現させる点から好ましい。
【００３４】
また、前記自己治癒材料の補助材料となるアルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩としては、例えば、ＣａＣＯ３（炭酸カルシウム；カルサイト、アラゴナイト、バテライト）、ドロマイト（苦灰石、ＣａＣＯ３・ＭｇＣＯ３）、マグネサイト（菱苦土鉱、主成分＝ＭｇＣＯ３）、Ｌｉ２ＣＯ３（炭酸リチウム）、Ｎａ２ＣＯ３（炭酸ナトリウム）、Ｋ２ＣＯ３（炭酸カリウム）、ＭｇＣＯ３（炭酸マグネシウム）、ＬｉＨＣＯ３（炭酸水素リチウム）、ＮａＨＣＯ３（炭酸水素ナトリウム）、ＫＨＣＯ３（炭酸水素カリウム）、Ｍｇ（ＨＣＯ３）２（炭酸水素マグネシウム）等が挙げられる。
これらのアルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩としては、Ｌｉ２ＣＯ３（炭酸リチウム）、ＭｇＣＯ３（炭酸マグネシウム）を含む軽質炭酸マグネシウム、ＣａＣＯ３（炭酸カルシウム）を含む軽質炭酸カルシウムが、コンクリートのひび割れを修復する特性に優れることから特に好ましい。アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩は、粒径１０〜１００μｍ程度に粉砕された一般の工業用グレードのものを使用することが好ましく、上記例示した材料又は鉱物を単体で、又は、任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
該アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩は、自己治癒材料を含む補修材料中、１〜５質量％含まれていることが、良好なひび割れの自己治癒性能を発現させる点から好ましい。
【００３５】
また、前記自己治癒材料の補助材料となるマグネシウムを含有する無機材料又は鉱物は、人工物としては、ＭｇＣＯ３（炭酸マグネシウム）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム＝マグネシア、ペリクレース）、Ｍｇ（ＯＨ）２（水酸化マグネシウム＝ブルーサイト）、ＭｇＳＯ４（硫酸マグネシウム）、Ｍｇ（ＮＯ２）２（亜硝酸マグネシウム）、Ｍｇ（ＮＯ３）２（硝酸マグネシウム）、２ＭｇＯ・３ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（ケイ酸マグネシウム、ｎ＝不定）、Ｍｇ６Ａｌ２（ＣＯ３）（ＯＨ）１６・４Ｈ２Ｏ（ハイドロタルサイト）等の工業用マグネシウム化合物、フェロニッケル精錬時の副産物であるフェロニッケルスラグ除冷滓及び日本工業規格ＪＩＳ Ａ ５０１１−２に適合するコンクリート用骨材用のフェロニッケルスラグ細骨材等のマグネシウム含有スラグ、フォルステライト煉瓦及びマグサイト煉瓦等のマグネシウム含有耐火物等が挙げられる。又、天然物としては、マグネシウムを多量に含有するドロマイト（苦灰石、ＣａＣＯ３・ＭｇＣＯ３）、マグネサイト（菱苦土鉱、主成分＝ＭｇＣＯ３）、かんらん岩＝かんらん石（ヅン岩、オリビンサンド、フォルステライトサンド、ダナイトサンド等、主成分＝（Ｍｇ，Ｆｅ）２ＳｉＯ４）、蛇紋岩（３ＭｇＯ・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ、一部ブルーサイト＝Ｍｇ（ＯＨ）２を含む）、角閃石（Ｍｇ７（Ｓｉ４Ｏ１１）２（ＯＨ）２、ただし石綿＝アスベストを含むものは除く）、輝石、頑火輝石（エンスタタイト＝Ｍｇ２Ｓｉ２Ｏ６）、透輝石（ＣａＭｇＳｉ２Ｏ６）、コーリンガイト（Ｍｇ１０Ｆｅ２ＣＯ３（ＯＨ）２４・２Ｈ２Ｏ）、スジクレナイト（Ｍｇ６Ｆｅ２（ＯＨ）１６ＣＯ３・４Ｈ２Ｏ）、パイロオーライト（Ｍｇ６Ｆｅ２（ＯＨ）１６ＣＯ３・４Ｈ２Ｏ）、ブルグナテライテ（Ｍｇ６Ｆｅ（ＯＨ）１３ＣＯ３・４Ｈ２Ｏ）、ネスケホニト（ＭｇＣＯ３・３Ｈ２Ｏ）等のマグネシウム含有鉱物等が挙げられる。
【００３６】
これらマグネシウムを含有する無機材料又は鉱物は、一部膨張反応性を有する場合があるため、自己治癒材料を含む補修材料ペースト硬化体及び補修材料モルタル硬化体のポップアウトを避けるため、粒径１０〜１００μｍ程度に粉砕された一般の工業用グレードのものを使用することが好ましく、ひび割れの自己治癒速度を重視する場合は、高価ではあるがマグネシウム含有量の高い炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウムの使用が好ましい。
一方、製造コストの低減を図るためには、マグネシウム含有量は低いが、極めて安価なマグネシウムを含有する鉱物及びスラグ、耐火物の使用が好ましい。
【００３７】
これらマグネシウムを含有する無機材料及び鉱物は、上記例示した無機材料又は鉱物を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。該マグネシウムを含有する無機材料及び鉱物は、自己治癒材料を含む補修材料中、１〜５質量％含まれていることが、良好なひび割れの自己治癒性能を発現させる点から好ましい。
【００３８】
また、前記自己治癒材料の補助材料となる非晶質シリカ含有無機材料としては、非晶質（ガラス質）のシリカ（二酸化ケイ素＝ＳｉＯ２））を少なくとも５０質量％以上含有し、いわゆるポゾラン反応性を有する無機材料及び鉱物である。該非晶質シリカ含有無機材料の人造物としては、フライアッシュ（石炭灰）、シリカフューム（フュームドシリカ）、電融ジルコニア製造時に回収されるシリカ質微粉末、光ファイバー等のシリカガラス製造時に回収されるシリカ質微粉末、金属シリコン（Ｓｉ、ケイ素）を燃焼（酸化）させて製造する合成シリカ質微粉末、ケイ素塩化物を気化し高温の水素炎中において気相反応によって合成するシリカ質微粉末、ケイ酸ソーダ水溶液のｐＨを調整して合成する沈降性シリカ又はシリカゲル、もみ殻又は稲わらの燃焼灰、カオリン鉱物（カオリナイト＝Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ、ディカイト（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、ハロイサイト（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・４Ｈ２Ｏ）等）を５００〜９００℃程度で焼成したメタカオリン等に代表される焼成粘土、窯業から発生する廃材（廃瓦、廃煉瓦、廃陶器、廃陶磁器等）、製鋼時に発生する高炉フューム等が挙げられる。又、該非晶質シリカ含有無機材料の天然物としては、珪酸質白土、凝灰岩（流紋岩質凝灰岩、ゼオライト質凝灰岩等）、デイサイト、珪藻土、酸性火山岩、火山灰、シラス等が挙げられる。
【００３９】
該非晶質シリカ含有無機材料としては、安価で入手の容易なフライアッシュ（石炭灰）の使用が好ましく、フライアッシュとしては、日本工業規格ＪＩＳ Ａ ６２０１「コンクリート用フライアッシュ」に定められたI種規格品、II種規格品、III種規格品、IV種規格品、最大粒径が１０〜２０μｍ程度の特定粒径（粒度分布）に調整された分級フライアッシュ、加圧流動床石炭灰（ＰＦＢＣ）に代表されるＣａＯを１０質量％以上含有する高カルシウム型のフライアッシュ等が挙げられる。これらの中では、不純物の少ないＪＩＳのI種又はII種の規格適合品、分級フライアッシュ、ＣａＯを１０質量％以上含有する高カルシウム型のフライアッシュの使用がより好ましく、更に分級フライアッシュ、ＣａＯを１０質量％以上含有する高カルシウム型のフライアッシュは、ポゾラン反応性が高いので特に好ましい。
【００４０】
これらの非晶質シリカ含有無機材料は、粒径１０〜１００μｍ程度に調整された一般の工業用グレードのものを使用することが好ましく、上記例示した材料を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
該非晶質シリカ含有無機材料は、自己治癒材料を含む補修材料中、良好なひび割れの自己治癒性能を発現させる点から１〜１０質量％含まれていることが好ましい。
【００４１】
また、前記自己治癒材料の補助材料となる前記エトリンガイト系及び／又は生石灰系膨張材としては、市販のエトリンガイト系（カルシウムサルフォアルミネート系）膨張材、生石灰系膨張材、エトリンガイト−生石灰複合系膨張材、膨張材の有効成分であるアウイン＝カルシウムサルフォアルミネート（３ＣａＯ・３Ａｌ２Ｏ３・ＣａＳＯ４）あるいは遊離石灰（ＣａＯ）あるいは遊離石膏（ＣａＳＯ４）を含有するセメントクリンカ又はセメント、非焼成の膨張材成分含有材料（石膏、アウイン、酸化カルシウムの粉末をそれぞれ任意の組合せ及び混合比率で混合したもので、混合後に焼成処理を施さないもの）等が挙げられる。これら膨張材又は非焼成の膨張材成分含有材料の中でも品質の安定している日本工業規格ＪＩＳ Ａ ６２０２「コンクリート用膨張材」の規格を満足するものが好ましい。
【００４２】
該膨張材材料は、粒径１０〜１００μｍ程度に調整された一般の工業用グレードのものを使用することが好ましく、上記例示した材料を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。自己治癒材料を含む補修材料中に、１〜１０質量％含まれていることが、良好なひび割れの自己治癒性能を発現させる点から好ましい。
【００４３】
また、前記自己治癒材料の補助材料となる酸化カルシウム（生石灰、ＣａＯ）を含有する材料としては、市販の製銑焼結用生石灰、製鋼転炉用生石灰、硬焼（死焼）生石灰、土質改良用生石灰、製鋼時の副産物で酸化カルシウムを多量に含む転炉スラグ及び電気炉還元スラグ等が挙げられる。
本発明では、通常の生石灰より消化速度（水和反応速度）が遅い硬焼（死焼）生石灰、超硬焼生石灰の使用が好ましい。酸化カルシウムを含有する材料は、水との反応によりＣａ（ＯＨ）２を生じるが、この反応は体積膨張であり、膨張材としても機能する。
【００４４】
また、前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩と、該酸化カルシウムを含有する無機材料を組み合わせることで、これらの両成分の反応による炭酸カルシウム（カルサイト、ＣａＣＯ３）等の安定性の高い反応生成物をコンクリートのひび割れに部分に析出（生成）させることができ、一層優れたひび割れ自己治癒性能が得られるようになる。
又、これら酸化カルシウムを含有する無機材料は、一部膨張反応性を有する場合があるため、自己治癒材料を含む補修材料ペースト硬化体及び補修材料モルタル硬化体のポップアウトを避けるため、粒径１０〜１００μｍ程度に調整された粉体を使用することが好ましく、単体又は任意の種類及び粒径の異なる複数の酸化カルシウムを使用することもできる。
該酸化カルシウムを含有する材料は、自己治癒材料を含む補修材料中に、１〜１０質量％含まれていることが、良好なひび割れの自己治癒性能を発現させる点から好ましい。
【００４５】
また、前記自己治癒材料の補助材料となる短繊維としては、アスベスト（石綿）のように人体に有害な短繊維を除けば特に制限されず、高分子繊維、無機繊維、金属繊維等のいずれの材質のものでも使用することができる。
高分子繊維としては、ビニロン系高分子繊維、ポリプロピレン系高分子繊維、ポリビニルアルコール系高分子繊維、ポリアクリル系高分子繊維、ポリアクリルニトリル系高分子繊維、ポリアミド系高分子繊維、ポリウレタン系高分子繊維、セルロース系高分子繊維、レーヨン系高分子繊維、アセテート系高分子繊維等が挙げられる。
無機繊維としては、耐アルカリ性ガラス繊維、ロックウール、スラグウール、ワラストナイト繊維、塩基性硫酸マグネシウム繊維、チタン酸カリウム繊維、アタパルジャイト（パリゴルスカイト）、セピオライト、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等が挙げられる。金属繊維としては、鋼繊維、高張力鋼繊維、ステンレス繊維等が挙げられる。
【００４６】
これらの中では、有機繊維としては安価なビニロン系高分子繊維、ポリプロピレン系高分子繊維の使用が好ましい。無機繊維としては、自己治癒材料及びセメントとの親和性の高いロックウール、スラグウール、ワラストナイト繊維、塩基性硫酸マグネシウム繊維、チタン酸カリウム繊維、アタパルジャイト（パリゴルスカイト）、セピオライトの使用が好ましく、自己治癒材料（アルミノシリケート、マグネシウムシリケート）の組成（成分）を有する塩基性硫酸マグネシウム繊維、アタパルジャイト（パリゴルスカイト）、セピオライトの使用が特に好ましい。
【００４７】
該短繊維の形状は、繊維長が６ｍｍ以下、繊維直径が０．１ｍｍ以下のものが好ましい。短繊維は単独で使用しても良いが、又、材質及び形状の異なる複数の短繊維を任意の組合せ且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
該短繊維は、自己治癒材料を含む補修材料中に、０．１〜５体積％含まれていることが、補修材料の曲げ強度向上あるいは剥落防止の点から好ましい。
【００４８】
本発明の補修材料に用いる細骨材としては、珪石、長石、陶石、リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、リチウムを含有する無機材料又は鉱物、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、高炉スラグからなる群より選ばれる少なくとも１種の材料を最大粒径１ｍｍ以下に粒度調整したものをモルタルの細骨材として使用することができる。
最大粒径が１ｍｍを超えると、本発明の補修材料（モルタル）をコンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って、コンクリート表面部分に塗布する際の施工性が悪化し、又、補修材料の塗布厚が過大（過剰）となり、塗布後の補修材料が重力の作用により剥落し易く、あるいは塗布した補修材料そのものにひび割れが発生し易くなるため好ましくない。特に補修材料の塗布厚さを１ｍｍ以下に設定できなくなるため好ましくない。
また、細骨材の総添加量は、前記自己治癒材料及びセメントを合算した１質量部に対して５質量部以下が好適である。珪石を含む細骨材の添加量が５質量部を超えると補修材料中の自己治癒材料の含有量が低くなり、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れに対する自己治癒性能が十分に得られないため好ましくない。従って、前記補修材料（モルタル）に使用する細骨材混合総量は、補修材料（モルタル）のひび割れ修復能力及び製造コストを勘案して、自己治癒材料及びセメントを合算した１質量部に対して５質量部以下とすることが好ましい。
【００４９】
前記モルタルの細骨材となる珪石としては、天然産の珪石及び珪砂等が挙げられる。
これらの中では、安価で入手が容易な窯業原料用あるいは建材原料用の珪石粉末及び珪砂の使用が好ましい。これらは、いずれも粒径１ｍｍ以下に粒度調整（粉砕）された一般の工業用グレードのものを使用することができる。又、該珪石は、前記例示した鉱物を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００５０】
また、前記モルタルの細骨材となる長石としては、斜長石に属する灰長石（ＣａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８）、曹長石（ＮａＡｌＳｉ３Ｏ８）、灰長石及び曹長石の連続固溶体を含む鉱物、アルカリ長石に属する正長石（ＫＡｌＳｉ３Ｏ８）、曹長石（ＮａＡｌＳｉ３Ｏ８）、正長石及び曹長石の連続固溶体を含む鉱物等が挙げられる。
これらの中では、セメント等の強アルカリ性物質あるいはオキシカルボン酸又はジカルボン酸と反応しやすい灰長石の使用が特に好ましいが、安価で入手が容易な窯業原料用の曹長石、正長石を主成分とする鉱物を使用しても良い。これらは、いずれも粒径１ｍｍ以下に粒度調整された一般の工業用グレードのものを使用することができる。又、長石は、前記例示した鉱物を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００５１】
また、前記モルタルの細骨材となる陶石としては、微細な石英（ＳｉＯ２）及び絹雲母（セリサイト；ＫＡｌ２ＡｌＳｉ３Ｏ１０（ＯＨ）２）の粒子を含有する窯業用原料及びそれらを含む鉱物等が挙げられる。
これらの中では、天草陶石等の安価で入手が容易な窯業用陶石を主成分とする鉱物の使用が好ましい。これらは、いずれも粒径１ｍｍ以下に粒度調整された一般の工業用グレードのものを使用することができる。又、陶石は、前記例示した鉱物を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００５２】
また、前記リン酸カルシウムとしては、天然産のＣａＨＰＯ４（第２リン酸カルシウム）、骨灰（リン酸カルシウム＝Ｃａ３（ＰＯ４）２）、Ｃａ（Ｈ２ＰＯ４）２（第１リン酸カルシウム）、Ｃａ３（ＰＯ４）２（第３リン酸カルシウム）等が挙げられる。
これらの中では、ＣａＨＰＯ４（第２リン酸カルシウム）は、セメント鉱物の水和物として生成する水酸化カルシウムや前記の層状ケイ酸塩鉱物（マグネシウムシリケート）と反応し、結合力が高いＣａ５（ＰＯ４）３（ＯＨ）（ハイドロキシアパタイト＝水酸燐灰石）、Ｃａ１８Ｍｇ２Ｈ２（ＰＯ４）１４（ウィットロッカイト）、リン酸三カルシウム、リン酸水素カルシウム二水和物、リン酸水素カルシウム無水和物、非晶質リン酸カルシウム、リン酸八カルシウム等のリン酸カルシウム化合物を生じて、ひび割れ部分に緻密な水和物を析出（生成）させることができるため、特に好ましい。又、リン酸カルシウムは、粒径１ｍｍ以下に粒度調整された一般の工業用グレードのものを使用することが好ましく、前記例示した鉱物を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００５３】
また、前記モルタルの細骨材となるアルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩としては、天然産の無機炭酸塩が好適であり、例えば、ＣａＣＯ３（炭酸カルシウム；カルサイト、アラゴナイト、バテライト）ドロマイト（苦灰石；ＣａＣＯ３・ＭｇＣＯ３）、マグネサイト（菱苦土鉱、主成分＝ＭｇＣＯ３）等が挙げられる。
これらの中では、ＣａＣＯ３（カルサイト）を主成分とする石灰石、ＣａＣＯ３（アラゴライト）を主成分とする貝殻、ＭｇＣＯ３（炭酸マグネシウム）を主成分とするドロマイトが、コンクリートのひび割れを修復する特性に優れることから特に好ましい。又、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩は、粒径１ｍｍ以下に粒度調整された一般の工業用グレードのものを使用することが好ましく、前記例示したアルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００５４】
また、前記モルタルの細骨材となるリチウムを含有する無機材料又は鉱物としては、天然物のペタライト（葉長石；ＬｉＡｌＳｉ４Ｏ１０）、スポジュメン（リシア輝石；ＬｉＡｌＳｉ２Ｏ６）、レピドライト（リシア雲母＝Ｋ（Ｌｉ，Ａｌ）３（ＡｌＳｉ３Ｏ１０）（ＯＨ，Ｆ）２）、アンブリゴナイト、モンテブラサイト、ビキタアイト等のリチウム含有鉱物が挙げられる。
これらの中では、安価なペタライト（葉長石）、スポジュメン（リシア輝石）等のリチウム含有鉱物の使用が好ましい。又、リチウムを含有する無機材料又は鉱物は、粒径１ｍｍ以下に粉砕された一般の工業用グレードのものをモルタルの細骨材として使用することが好ましい。又、リチウムを含有する無機材料又は鉱物は、前記例示した無機材料又は鉱物を単体で、あるいは任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００５５】
また、前記モルタルの細骨材となるマグネシウムを含有する無機材料又は鉱物は、人工物としては、ＭｇＣＯ３（炭酸マグネシウム）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム＝マグネシア、ペリクレース）、Ｍｇ（ＯＨ）２（水酸化マグネシウム＝ブルーサイト）、ＭｇＳＯ４（硫酸マグネシウム）、Ｍｇ（ＮＯ２）２（亜硝酸マグネシウム）、Ｍｇ（ＮＯ３）２（硝酸マグネシウム）、２ＭｇＯ・３ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ（ケイ酸マグネシウム、ｎ＝不定）、Ｍｇ６Ａｌ２（ＣＯ３）（ＯＨ）１６・４Ｈ２Ｏ（ハイドロタルサイト）等の工業用マグネシウム化合物、フェロニッケル精錬時の副産物であるフェロニッケルスラグ除冷滓及び日本工業規格ＪＩＳ Ａ ５０１１−２に適合するコンクリート用骨材用のフェロニッケルスラグ細骨材等のマグネシウム含有スラグ、フォルステライト煉瓦及びマグサイト煉瓦等のマグネシウム含有耐火物等が挙げられる。又、天然物としては、マグネシウムを多量に含有するドロマイト（苦灰石、ＣａＣＯ３・ＭｇＣＯ３）、マグネサイト（菱苦土鉱、主成分＝ＭｇＣＯ３）、かんらん岩＝かんらん石（ヅン岩、オリビンサンド、フォルステライトサンド、ダナイトサンド等、主成分＝（Ｍｇ，Ｆｅ）２ＳｉＯ４）、蛇紋岩（３ＭｇＯ・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ、一部ブルーサイト＝Ｍｇ（ＯＨ）２を含む）、角閃石（Ｍｇ７（Ｓｉ４Ｏ１１）２（ＯＨ）２、ただし石綿＝アスベストを含むものは除く）、輝石、頑火輝石（エンスタタイト＝Ｍｇ２Ｓｉ２Ｏ６）、透輝石（ＣａＭｇＳｉ２Ｏ６
）、コーリンガイト（Ｍｇ１０Ｆｅ２ＣＯ３（ＯＨ）２４・２Ｈ２Ｏ）、スジクレナイト（Ｍｇ６Ｆｅ２（ＯＨ）１６ＣＯ３・４Ｈ２Ｏ）、パイロオーライト（Ｍｇ６Ｆｅ２（ＯＨ）１６ＣＯ３・４Ｈ２Ｏ）、ブルグナテライテ（Ｍｇ６Ｆｅ（ＯＨ）１３ＣＯ３・４Ｈ２Ｏ）、ネスケホニト（ＭｇＣＯ３・３Ｈ２Ｏ）等のマグネシウム含有鉱物等が挙げられる。
【００５６】
これらの中では、安価なドロマイト、又は、セメントとの反応性を有するかんらん岩、フェロニッケルスラグ細骨材等の使用が好ましい。コンクリートに有害な膨張性を含有しない無機材料又は鉱物であれば、前記例示した無機材料又は鉱物を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００５７】
また、前記モルタルの細骨材となる非晶質シリカ含有無機材料は、非晶質（ガラス質）のシリカ（二酸化ケイ素＝ＳｉＯ２）を少なくとも５０質量％以上含有し、いわゆるポゾラン反応性を有する無機材料及び鉱物である。該非晶質シリカ含有無機材料の人造物としては、フライアッシュ（石炭灰）の粗粉、カオリン鉱物（カオリナイト＝Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ、ディカイト（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・２Ｈ２Ｏ）、ハロイサイト（Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２・４Ｈ２Ｏ）等）を５００〜９００℃程度で焼成したメタカオリン等に代表される焼成粘土、窯業から発生する廃材（廃瓦、廃煉瓦、廃陶器、廃陶磁器等）等が挙げられる。又、該非晶質シリカ含有無機材料の天然物としては、珪酸質白土、凝灰岩（流紋岩質凝灰岩、ゼオライト質凝灰岩等）、デイサイト、珪藻土、酸性火山岩、火山灰、シラス等が挙げられる。
これらの中では、安価で入手の容易なフライアッシュ（石炭灰）の粗粉（シンダーアッシュ、炉底灰）、あるいは、珪酸質白土、凝灰岩（流紋岩質凝灰岩、ゼオライト質凝灰岩等）、デイサイト、珪藻土、酸性火山岩、火山灰、シラス等の使用が好ましい。これら非晶質シリカ含有無機材料は、粒径１ｍｍ以下に調整された一般の工業用グレードのものを使用することが好ましく、前記例示した材料を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００５８】
また、前記モルタルの細骨材となる高炉スラグとしては、製鋼時の副産物である高炉水砕スラグ細骨材、高炉除冷スラグ等が挙げられる。
これらの中では、高炉水砕スラグの中でも品質が安定し入手の容易な、ＪＩＳ Ａ ５０１１−１「コンクリート用スラグ骨材−第１部：高炉スラグ骨材」に定められた高炉スラグ粗骨材又は高炉スラグ細骨材を、粒径１ｍｍ以下に粉砕したものの使用が好ましい。これら潜在水硬性を有する材料は、前記例示した材料を単体で、又は任意の組合せで且つ任意の混合割合で混合したものを使用することもできる。
【００５９】
前述の各材料を混合して得られた自己治癒材料を含むペースト又はモルタルを、漏水を伴うひび割れが生じたコンクリート面に適用した場合、かかるコンクリートに対して優れた自己治癒性を付与でき、又長期間に渡ってこの自己治癒性を維持することが可能となる。
【００６０】
上記効果の要因については、明らかではないが、次のように推測される。
即ち、本発明で使用する補修材料に含まれる自己治癒性を有する材料は、コンクリートのひび割れ部において、水との水和反応により不溶性且つ膨張性を有する水和物を生成し、この水和物の膨張によってひび割れ部を充填することができる。又、自己治癒性を有する材料中の層状ケイ酸塩鉱物は、水との反応によって膨潤し、その後、他の自己治癒材料から生成する水和物又は溶出する成分と組み合わされて、ひび割れ部分に不溶性の析出物を形成することができる。これらを塗布又は塗布及び充填したコンクリートにおいて、ひび割れ部に水が浸入した際には、まず、膨潤性を有する層状ケイ酸塩鉱物が即座に膨潤してコンクリート中の空隙を先に埋め、コンクリートにおける水和物が析出可能な空間を減少させる。
【００６１】
そして、これに続いて、長石と、オキシカルボン酸又はジカルボン酸の反応によって溶出する成分が拡散等によってひび割れ部に移動することで、ひび割れ部を選択的に閉塞（自己治癒）することにより、優れた効果を発揮することができると考えられる。
【００６２】
また、必要に応じてひび割れの自己治癒能力を促進する補助材料（リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、エトリンガイト系及び／又は生石灰系膨張材、酸化カルシウムを含有する材料、短繊維からなる群より選ばれる少なくとも１種の材料）を添加することで、漏水を伴うひび割れの自己修復作用を更に向上させることができる。
【００６３】
更に必要に応じてひび割れの自己治癒能力を促進する細骨材（珪石、長石、陶石、リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、リチウムを含有する無機材料又は鉱物、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、高炉スラグからなる群より選ばれる少なくとも１種の材料）を混合することで、漏水を伴うひび割れの自己修復作用を保持しつつ、補修の施工性（充填性、塗布性状）及び施工後の補修材料の安定性（耐久性）を向上させることが可能となる。
【００６４】
本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法は、前記自己治癒材料を含むペースト又はモルタルである補修材料を、コンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って、コンクリート表面部分に塗布する補修方法である。
本発明の他のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法は、漏水を伴うひび割れが発生したコンクリート構造物において、コンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って削孔して複数の孔を設けた後、前記自己治癒材料を含むペースト又はモルタルである補修材料を該孔に充填又は注入し、更に該補修材料を充填又は注入した孔を含む漏水を伴うひび割れが発生したコンクリート表面部分に前記自己治癒材料を含むペースト又はモルタルである補修材料を塗布する、補修方法である。
好ましくは、上記本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法において、前記自己治癒材料を含むペースト又はモルタルの補修材料を塗布、充填又は注入する前に、更に下地処理材としてケイ酸塩水溶液を予め塗布することが望ましい。
【００６５】
無機系の自己治癒材料は、ひび割れの自己治癒性能に優れているが、単純にコンクリート表面のひび割れ部分にのみ自己治癒材料を含む補修材料を充填した場合には、充填量が極めて微量であるためひび割れの自己治癒効果が十分ではない場合があり、そのため、本発明のコンクリート構造物のひび割れ補修方法は、自己治癒材料を含むペースト又はモルタルをコンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って、コンクリート表面部分に塗布することによって、コンクリート表面部分のひび割れを閉塞させ、漏水量（漏水速度）を大幅に低下させて、止水することができる。
【００６６】
又、コンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って削孔して複数の孔を設けた後、自己治癒材料を含むペースト又はモルタルを該孔に充填又は注入し、更に該補修材料を充填又は注入した孔を含む漏水を伴うひび割れが発生したコンクリート表面部分に前記に例示した自己治癒材料を含むペースト又はモルタルを塗布することによって、コンクリート表面部分のひび割れを閉塞させ、漏水量（漏水速度）を塗布のみを行った場合より更に低下させることができる。充填したペースト又はモルタルに含まれる自己治癒材料から、ひび割れを自己治癒させる有効成分、例えば析出物の前駆体となる各種金属イオンあるいは微粒子等の濃度が増大し、拡散等の作用によって、コンクリート表面より深い位置に存在するひび割れをも効果的に閉塞して自己治癒させることが可能となる。
【００６７】
本発明のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法は、補修対象となるひび割れの幅が、コンクリート表面部において０．３ｍｍを超える場合にも適用することが可能である。
【００６８】
本発明のコンクリート構造物のひび割れの補修方法が適用できるコンクリート構造物は特に限定されず、任意の土木・建築構造物に適用でき、例えば、高架橋のコンクリート上部工、床版底面及び橋脚、橋台側面、トンネルの覆工コンクリート内側に発生した漏水を伴うひび割れ、あるいは、オフィスビル又はマンション等の建築構造物のスラブ、壁等に発生したひび割れ等に適用することが可能である。又、露天で供用される高架橋等のコンクリート構造物において、環境（季節や天候による温度、湿度、日射等）の変化や上部を走行する列車や車両による荷重や振動等に起因するコンクリート構造物のひび割れ幅の経時変化に対する追従性を有するため、一度修復したひび割れ部分においてひび割れ幅が変化（ひび割れが再度発生）しても、塗布部又は充填部に残存する未反応の補修材料によってひび割れが再度修復される。即ち、本発明による補修材料及び該補修方法によれば、ひび割れ幅の経時変化に追従してひび割れの自己修復が可能である。本発明においては、例えば、橋梁のコンクリート床版下面及び橋脚側面、トンネルの覆工コンクリート内面のいずれかに発生したひび割れに対してのみ補修を行うため、供用中のコンクリート構造物の供用を妨げることがない、又は供用を妨げることが少ない。
【００６９】
更に、本発明の自己治癒材料を含むペースト又はモルタルを塗布、充填又は注入する前に、下地処理材としてケイ酸塩水溶液を予め塗布することが好ましく、使用するケイ酸塩水溶液は、ケイ酸ナトリウム水溶液（水ガラス＝Ｎａ２Ｏ・ｎＳｉＯ２・ｘＨ２Ｏ、ｎ＝２〜４）、ケイフッ化マグネシウム（ヘキサフルオロケイ酸マグネシウム）、ケイフッ化ナトリウム水溶液等が挙げられる。
これらの中では、安価で且つ入手の容易なケイ酸ナトリウム水溶液（水ガラス）の使用が好ましい。ケイ酸ナトリウム水溶液（水ガラス）は、コンクリートに塗布すると、コンクリート中に存在するセメント水和物である水酸化カルシウムと反応し、不溶性のケイ酸カルシウム化合物（水和物）を生じて、ひび割れ部分に緻密な水和物を形成することができる。ケイ酸ナトリウム水溶液（水ガラス）の濃度は、５８質量％（１号ケイ酸ソーダ）、５２質量％（２号ケイ酸ソーダ）、４２質量％（３号ケイ酸ソーダ）等の工業用グレードのものを原液のまま、あるいは水で適宜希釈して使用することが好ましく、塗布量は、コンクリート表面にダレが生じない程度が好ましい。又、塗布したケイ酸塩水溶液が十分に含浸した後に、ひび割れを有するコンクリート表面、削孔部にケイ酸塩水溶液を予め塗布した後、更に自己治癒材料を含むペースト又はモルタルを塗布又は充填及び塗布を行うのが好ましい。
【００７０】
本発明のコンクリート構造物のひび割れの補修方法は、ひび割れが発生したコンクリート構造物のコンクリート表面のひび割れの直上で自己治癒材料を含むペースト又はモルタルをひび割れ面に塗布する。この際、重力の作用による補修材料のダレあるいは脱落又は、剥落を防止するため、硬練りのペースト又はモルタルとする。又、塗布に際しては、研掃したコンクリート表面に残留する切子（削り粉）を高圧空気、あるいはブラシ等で除去した後、手指、左官鏝、ローラー、はけ、吹きつけ装置等を使用して適宜塗布することが好ましい。
【００７１】
詳細には、塗布は、補修対象となるコンクリート表面に生じたひび割れに沿って、ひび割れ補修材料を塗布する。例えば、前記ディスクグラインダ、電動ブラシ等を用いてひび割れ部分を中心に幅３０〜１００ｍｍ程度、帯状に研掃した部分に、ひび割れ補修材料を塗布厚０．５〜３ｍｍの範囲内で塗布することが好ましい。なお、塗布厚が０．５ｍｍ未満では、自己治癒材料を含む補修材料が不足してひび割れからの漏水量の低減効果が不十分になるため好ましくない。又、塗布厚が３ｍｍを超えると、塗布の労力が過大となり、更に自己治癒材料を含む補修材料が過剰で、工法上、不経済となるため好ましくない。
【００７２】
本発明のコンクリート構造物のひび割れの補修方法は、ひび割れが発生したコンクリート構造物のコンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って削孔して複数の削孔を設ける。該削孔は、ひび割れ部分を含んで設けられ、ひび割れ部分に沿って、複数設けられる。該削孔部に自己治癒材料を含むペースト又はモルタルを充填又は注入する。該削孔の大きさは、直径１０〜３０ｍｍ及び深さ２０〜６０ｍｍ、孔の間隔は４０〜１００ｍｍの範囲内であることが好ましい。
なお、本発明を適用できるコンクリート構造物のひび割れは、特に限定されず、例えば、ひび割れ幅が０．３ｍｍ前後でかつコンクリート部材を貫通する漏水を伴うひび割れに好適に適用することができる。
【００７３】
詳細には、削孔は、補修対象となるコンクリート表面に生じたひび割れ部分に沿って、即ち、ひび割れ部分を含んで、ディスクグラインダ、電動ブラシ等を用いてひび割れ部分を中心に幅３０〜１００ｍｍ程度、帯状に研掃した後、ハンマドリル等の一般的な削孔機器を使用して、コンクリート構造物中の鉄筋、シース管等を損傷させないように、これらを避けて削孔する。
削孔の深さは、鉄筋のかぶり厚さ程度とすることが好ましい。なお、孔の直径が１０ｍｍ未満及び深さ２０ｍｍ未満、孔の間隔が１００ｍｍを越えると自己治癒材料を含む補修材料が不足してひび割れの自己治癒が不十分になるため好ましくない。又、孔の直径が３０ｍｍ超及び深さ６０ｍｍ超、孔の間隔が４０ｍｍ未満の場合は、削孔作業及び補修材料の充填作業の労力が過大となり、更に自己治癒材料を含む補修材料が過剰となり、工法上不経済となるため好ましくない。
【００７４】
また、本発明に使用する自己治癒材料を含む補修材料は、コンクリート構造物、例えば橋梁のコンクリート床版下面及び橋脚側面、トンネルの覆工コンクリート内面等のひび割れ部分を一部削孔して、該削孔に充填する際に、重力の作用による補修材料のダレあるいは脱落（落下）を防止するため、硬練りのペースト又はモルタルとすることが好ましい。
ひび割れ補修材料の充填に際しては、削孔した孔の内部に残留する切子（削り粉）を高圧空気あるいはブラシ等で除去した後、手指、金属棒、樹脂棒あるいは注入装置等を使用して適宜充填することができる。
【００７５】
本発明のコンクリート構造物のひび割れの補修方法においては、前記複数の削孔にひび割れ補修材料を充填した後、該削孔を設けたコンクリート表面に生じたひび割れに沿って、即ち、該削孔を含むひび割れ部分を含んで該ひび割れ部分に沿って、ひび割れ補修材料を塗布する。
例えば、前記ディスクグラインダ、電動ブラシ等を用いてひび割れ部分を中心に幅３０〜１００ｍｍ程度、帯状に研掃した部分に、ひび割れ補修材料を塗布厚０．５〜３ｍｍの範囲内で塗布することが好ましい。
なお、塗布厚が０．５ｍｍ未満では自己治癒材料を含む補修材料が不足してひび割れからの漏水量の低減効果が不十分になるため好ましくない。又、塗布厚が３ｍｍを超えると、塗布の労力が過大となり、更に自己治癒材料を含む補修材料が過剰で、工法上、不経済となるため好ましくない。
【実施例】
【００７６】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００７７】
［使用機器］
Ｖ型ミキサ（自己治癒材料＝粉体のプレミックス用、容量５０リットル、２００Ｖ三相モータ出力２．６ｋＷ）
モルタルミキサ（ペースト又はモルタル混練用、ホバートミキサＮ−５０、ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」の強さ試験適合品、１００Ｖ単相モータ出力１２５Ｗ）
コンクリートミキサ（コンクリート混練用、大平洋機工社製、二軸強制練りミキサ、ＳＵＰＥＲ ＤＯＵＢＬＥ ＭＩＸＥＲ ＳＤ−１００、容量１００リットル、２００Ｖ三相モータ出力５．５ｋＷ）
コンクリート用耐圧試験機（円柱供試体の割裂によるひび割れ導入用、島津社製、最大載荷能力３０００ＫＮ）
デジタルマイクロスコープ（ひび割れ観察用、キーエンス社製、ＶＨＸ−１０００）
ディスクグラインダ（コンクリート端面研掃用、日立工機社製、ディスク径１２５ｍｍ、１００Ｖ単相モータ出力９６０Ｗ）
ハンマドリル（円柱供試体の端面削孔用、日立工機社製、ＤＨ４２、１００Ｖ単相モータ出力１１４０Ｗ）
【００７８】
［使用材料］
（１）自己治癒材料
層状ケイ酸塩鉱物：Ｎａ−ベントナイト（ウエスタンジェル、ベントナイト産業社製、米国ワイオミング産、最大粒径５０μｍ）及びタルク（汎用タルクＳＳＳ、日本タルク社製、最大粒径５０μｍ）
長石（カリ長石、共立窯業社製、インド産、窯業原料用、粉砕品、最大粒径１００μｍ）
オキシカルボン酸又はジカルボン酸（無水クエン酸、扶桑化学工業社製、食品添加用、粉砕品、最大粒径１００μｍ）
上記４種類の材料を用いて、次の表１の配合割合で１バッチの合計量が１０ｋｇとなるように計量後、Ｖ型ミキサで混合し、自己治癒材料を調製した。
【００７９】
【表１】
【００８０】
（２）補助材料
Ａ：リン酸カルシウム（第二リン酸カルシウム、エイティーン、東洋電化工業社製、飼料用、中国産、粉砕品、最大粒径１００μｍ）
Ｂ：アルカリ金属の炭酸塩（高純度炭酸リチウム、本庄ケミカル社製、電池材料製造用、チリ産、微粉砕品、最大粒径２０μｍ）
Ｃ：マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物（軽質炭酸マグネシウム、神島化学工業社製、食品添加用、最大粒径５０μｍ）
Ｄ：非晶質シリカ含有無機材料（フライアッシュ、ＪＩＳ Ａ ６２０１のII種適合品、日本産、最大粒径５０μｍ）
Ｅ：エトリンガイト（カルシウムサルフォアルミネート）系膨張材（ＳＡＣＳ、住友大阪セメント社製、ＪＩＳ Ｒ ６２０２適合品、最大粒径４５μｍ）
Ｆ：酸化カルシウムを含有する無機材料（超硬焼生石灰、吉澤石灰工業社製、乾燥材用、最大粒径５０μｍ）
Ｇ：短繊維（ビニロン短繊維、パワロンＲＦＣＳ７×６、クラレ社製、繊維直径２７μｍ、繊維長６ｍｍ、密度＝１．３ｇ／ｃｍ３）
上記７種類の補助材料は、表１で調整した自己治癒材料に対する内割換算で１〜１５質量％の範囲で添加した（表２）。
【００８１】
（３）ペースト又はモルタル用材料
セメント（低熱ポルトランドセメント、住友大阪セメント社製、ＪＩＳ Ｒ ５２１０適合品、密度＝３．２４ｇ／ｃｍ３）
水（上水道水、千葉県船橋市産）
【００８２】
（４）モルタル用細骨材材料
Ｅ１＝珪石（３号珪砂、東海工業社製、愛知県産、建材原料用、最大粒径２．４ｍｍ）
Ｅ２＝珪石（７号珪砂Ｎ７０、日瓢礦業社製、栃木県産、建材原料用、最大粒径３００μｍ）
Ｆ＝長石（カリ長石、共立窯業社製、インド産、窯業原料用、最大粒径４００μｍ）
Ｇ＝陶石（天草陶石、共立窯業社製、熊本県天草産、窯業原料用、最大粒径４００μｍ）
Ｈ＝リン酸カルシウム（第二リン酸カルシウム、エイティーン、東洋電化工業社製、中国産、飼料用、最大粒径６００μｍ）
Ｉ＝アルカリ土類金属の炭酸塩（石灰石＝ＣａＣＯ３、近江鉱業社製、粉砕品、最大粒径６００μｍ）
Ｊ＝リチウムを含有する無機材料又は鉱物（スポジュメン＝リシア輝石；ＬｉＡｌＳｉ２Ｏ６、トウチュウ社製、オーストラリア産、窯業原料用、Ｌｉ２О含有＝５．１％、粉砕品、最大粒径２００μｍ）
Ｋ＝マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物（ドロマイト＝ＭｇＣＯ３、栃木県佐野市産、粉砕品、最大粒径６００μｍ）
Ｌ＝非晶質シリカ含有無機材料（別府白土＝天然ポゾラン、化学組成；ＳｉＯ２＝８９％、Ａｌ２Ｏ３＝５％、大分県別府産、粉砕品、最大粒径６００μｍ）
Ｍ＝高炉スラグ（高炉水砕スラグ細骨材、ＪＩＳ Ａ ５０１１−１適合品の粉砕品、最大粒径９００μｍ）
【００８３】
下記表２に示すように、各材料を表示する配合割合で配合して、各補修材料を得た。具体的には、前記表１の自己治癒材料を使用し、補助材料を含有しない補修用ペーストは補修材料Ｎｏ．２として、また、自己治癒材料を添加しない補修用ペースを比較のために補修材料Ｎｏ．２として調製した。
さらに、前記表１の自己治癒材料及び前記（２）の７種類の補助材料を含有させた補修用ペーストを補修材料Ｎｏ．３〜９として調製した。
また、前記表１の自己治癒材料、前記（２）の７種類、及び前記（４）の細骨材材料９種類を使用し、下記表２に示す配合割合で、補修用モルタル（下記表２の補修材料Ｎｏ．１０〜２６）を調製した。
【００８４】
【表２】
【００８５】
（５）補修材料塗布用下地処理材
ケイ酸ナトリウム水溶液（富士化学社製、Ｎａ２ＳｉＯ３の水溶液、ＪＩＳ Ｋ １４０８規定の３号ケイ酸ソーダ相当品、濃度＝４０〜４２質量％、ＳｉＯ２含有量＝２８〜３０質量％、工業用）
【００８６】
（６）模擬補修試験用；ひび割れ導入コンクリート円柱供試体用材料
セメント：普通ポルドランドセメント（住友大阪セメント社製、ＪＩＳ Ｒ ５２１０適合品、密度＝３．１５ｇ／ｃｍ３）
細骨材：千葉県富津産陸砂（表乾密度＝２．５５ｇ／ｃｍ３、吸水率２．１％、ＦＭ＝２．６５）
粗骨材：茨城県桜川市産硬質砂岩砕石２００５（表乾密度＝２．６６ｇ／ｃｍ３、吸水率０．６％、ＦＭ＝６．６７）
水：上水道水
コンクリート用ＡＥ減水剤：（ＢＡＳＦ社製、リグニンスルホン酸系、ＪＩＳ Ａ ６２０４適合品）
【００８７】
［模擬補修試験用；ひび割れ導入コンクリート円柱供試体の作製］
前記（６）のひび割れ導入コンクリート円柱供試体用各材料を用いて、水セメント質量比：５０％（単位水量＝１７５ｋｇ／ｍ３）、ｓ／ａ（細骨材率；細骨材の絶対容積÷（細骨材の絶対容積＋粗骨材の絶対容積））＝４６．５体積％の配合で、ＡＥ減水剤をセメントに対して０．４質量％を用いて、スランプ＝１２ｃｍ（日本工業規格 ＪＩＳ Ａ １１０１）、空気量＝４．５％（日本工業規格 ＪＩＳ Ａ １１２８）のコンクリートを２０℃恒温室で、日本工業規格 ＪＩＳ Ａ １１３８「試験室におけるコンクリートの作り方」に準拠し、１００リットルミキサを使用して１バッチあたり７０リットルとして２バッチ練り混ぜた。練り上ったフレッシュコンクリートを用いて、日本工業規格 ＪＩＳ Ａ １１３２「コンクリート強度試験用供試体の作り法」に準拠し、鋼製簡易型枠を使用して直径１００ｍｍ×高さ２００ｍｍの円柱供試体を５８個作製した。
【００８８】
作製した円柱供試体は、鋼製簡易型枠の頭部（開口部）をポリエチレン製ビニールキャップ及び輪ゴムを使用して封かん状態とし、２０℃恒温室内で９１日間封かん養生した。９１日間の養生後、脱型し、耐圧試験機を用いて、日本工業規格 ＪＩＳ Ａ １１１３「コンクリートの割裂引張強度試験方法」に準拠して、円柱供試体５８個全てを割裂し、２つに破断させた。
割裂（破断）させた円柱供試体は、２つの破断面を正確に合わせ、内直径１００ｍｍ×幅１２ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの鋼製バンドを３本用いて円柱供試体の外部（側面部分）を３箇所拘束し、デジタルマイクロスコープを用いて円柱供試体に導入したひび割れ部のひび割れ幅を観察（供試体上下面をそれぞれ３箇所ずつ計測）しながら、鋼製バンドの張力を調節することによって、円柱供試体上下面の表面部分のひび割れ幅が約０．３ｍｍとなるように調整した。ひび割れ幅を約０．３ｍｍに調整後、円柱供試体上面（供試体作製時の型枠上部側）に通水試験用の内直径１００ｍｍ×高さ１００ｍｍの塩化ビニル製パイプを接続し、円柱供試体とパイプの接続部及び円柱供試体側面のひび割れ部分に市販のシーリング材（シリコーンゴム）を塗布して止水処理を行った。
【００８９】
ディスクグラインダを用いて、作製した通水試験用円柱供試体５８個全てに対して、塩ビパイプを接続していない供試体下面（供試体作製時の型枠底面側）の面全体の研掃を行った。研掃を終えた円柱供試体２６個は、左官鏝を用いて前記表２に示すＮｏ．１〜９のペースト又はＮｏ．１０〜２６のモルタルを塩化ビニル製パイプを接続していない供試体下面（供試体作製時の型枠底面側）の面全体に厚さが約１ｍｍとなるように塗布した（下記表３及び表４の実施例１〜２４及び比較例２・３）。この他、研掃を終えた円柱供試体１個は、比較用として何も塗布しなかった（下記表４の比較例１）。
【００９０】
前記研掃を終えた円柱供試体２８個には、塩化ビニル製パイプを接続していない供試体下面（供試体作製時の型枠底面側）の面中央部のひび割れの直上、即ち、該円柱供試体下面の該ひび割れの中心部１箇所に前記ハンマドリルを使用して、直径１６ｍｍ×深さ３０ｍｍの補修材料充填用の孔をあけた。
前記研掃及び削孔を行った円柱供試体２６個には、削孔部に前記表２に示すＮｏ．１〜９のペースト又はＮｏ．１０〜２６のモルタルを直径１０ｍｍの丸棒鋼及び左官鏝を用いて充填した。その後、直ちに左官鏝を用いて、各供試体において孔に充填したものと同じ材料（前記表２に示すＮｏ．１〜９のペースト又はＮｏ．１０〜２６のモルタル）を該供試体の該削孔が設けられたひび割れを含む端面（塩ビパイプを接続していない供試体下面）の面全体に厚さが約１ｍｍとなるように塗布した（下記表４の実施例２５〜４８及び比較例４・５）。
【００９１】
また、前記研掃のみ行った円柱供試体の残り３個と、研掃及び削孔を行った円柱供試体の残り２個に対して、下地処理材として前記ケイ酸ナトリウム水溶液を、塩化ビニル製パイプを接続していない供試体下面（供試体作製時の型枠底面側）の研掃面、研掃面及び削孔部分（孔の内部も含む）全体にハケで塗布した。塗布完了後、塗布面を上に向けて約３０分静置し、下地処理材を十分に含浸させた後、前記表２のＮо．２のペースト及びＮо．１０のモルタルを用いて塗布又は塗布及び充填を前記同様の方法で行った（下記表４の実施例４９〜５２）。又、前記研掃のみ行った円柱供試体の１個は、比較用としてケイ酸ナトリウム水溶液のみ塗布した（下記表４の比較例６）。
【００９２】
なお、これらの作業は全て２０℃恒温室内で実施し、円柱供試体に対する通水試験（止水性の評価）は、補修材料を塗布あるいは塗布及び充填が完了した直後に開始した。
通水試験は、円柱供試体の補修面を下側にして鉄製の網棚の上に静置した後、円柱供試体上部に接続した塩化ビニル製パイプに連続して上水道水を供給し、連続通水状態とした。通水開始直後及び通水開始から７日目の５分間あたりの通水量の測定を行った。
【００９３】
以上のように円柱供試体端面のひび割れに対して、補修材料の塗布あるいは塗布及び充填による補修を行った後、通水試験を実施して得られた評価結果を下記表３及び表４の実施例１〜５２及び比較例１〜６（補修材料未使用の場合、Ｎｏ．１＝自己治癒材料を添加していないセメントペーストを塗布又は／及び充填した場合：２例、Ｎｏ．１０＝粒径１ｍｍを超える細骨材を塗布又は／及び充填した場合：２例、下地処理材の塗布のみ行った場合）に示す。
【００９４】
１回目の通水試験（７日間通水）を終えた後、通水試験用の円柱供試体から塩化ビニル製パイプ及び鋼製バンドを取り外し、耐圧試験機を用いて、日本工業規格 ＪＩＳ Ａ １１１３に準拠して、円柱供試体を割裂し、再度２つに破断させた。
１回目と同様に割裂（破断）させた円柱供試体は、２つの破断面を正確に合わせ、内直径１００ｍｍ×幅１２ｍｍ×厚さ０．８ｍｍの鋼製バンドを３本用いて円柱供試体の外部（側面部分）を３箇所拘束し、デジタルマイクロスコープを用いて円柱供試体に導入したひび割れ部のひび割れ幅を観察（供試体上下面をそれぞれ３箇所ずつ計測）しながら、鋼製バンドの張力を調節することによって、円柱供試体上下面の表面部分のひび割れ幅が約０．３ｍｍとなるように調整した。ひび割れ幅を約０．３ｍｍに調整後、円柱供試体上面（供試体作製時の型枠上部側）に通水試験用の内径１００ｍｍ×高さ１００ｍｍの塩化ビニル製パイプを接続し、パイプの接続部及び円柱供試体側面のひび割れ部分に市販のシーリング材（シリコーンゴム）を塗布して止水処理を行った。
なお、２回目の割裂によるひび割れの再導入後は、ペースト又はモルタルの塗布あるいは充填は、いっさい行わなかった。
【００９５】
２回目の円柱供試体に対する通水試験（止水性の評価）は、２回目の割裂によるひび割れの再導入直後に開始した。通水試験は、１回目と全く同様の方法で行った。即ち、供試体の上部に接続した塩ビ製パイプに連続して水を供給し、連続通水状態とした。通水開始直後及び通水開始から７日目の５分間あたりの通水量の測定を行った。
【００９６】
（施工性の評価）
補修方法の施工性の評価として、自己治癒材料を含む補修材料の塗布あるいは充填及び塗布作業が可能であるか、又、施工に関する作業量の多寡（施工効率）を以下の３段階の指標で評価した。
施工性の判定
判定◎：施工可能、作業量が極めて少なく施工効率が極めて高い
判定○：施工可能、作業量が少なく施工効率が高い
判定×：施工不可、作業困難
【００９７】
（通水試験；止水性の評価）
自己治癒材料を含むペースト又はモルタルを用いて、塗布あるいは充填及び塗布を行った後、該円柱供試体の上部に接続した塩化ビニル製パイプに上水道水を注水し、常時１０ｃｍの水頭を与えてコンクリート円柱供試体のひび割れからの漏水量を７日間測定して止水性の評価を、以下の５段階の指標で評価した。
止水性の評価
初期漏水量＝通水開始直後の５分間あたりの漏水量
評価Ａ：通水試験開始７日目の５分間あたりの漏水量が初期漏水量の１％以下となる場合
評価Ｂ：通水試験開始７日目の５分間あたりの漏水量が初期漏水量の１％よりも大きく、５％以下となる場合
評価Ｃ：通水試験開始７日目の５分間あたりの漏水量が初期漏水量の５％よりも大きく１０％以下となる場合
評価Ｄ：通水試験開始７日目の５分間あたりの漏水量を初期漏水量の１０％よりも大きく２５％以下となる場合
評価Ｅ：通水試験開始７日目の５分間あたりの漏水量を初期漏水量の２５％以下にすることができない場合
【００９８】
【表３】
【００９９】
【表４】
【０１００】
上記表３及び表４より、本発明の実施例１〜５２は、施工性に問題がなく、又、漏水が極めて効果的に減少した。特にひび割れを再導入した後の２回目の通水試験においても、漏水を極めて効果的に減少させることができ、補修方法として良好であると判断されたのに対して、本発明以外の比較例１〜６の場合は、施工性に問題がある、あるいは漏水防止効果が不十分等の問題があることが明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明のコンクリート構造物のひび割れ補修材料及びひび割れの補修方法は、例えば、鉄道あるいは自動車用の高架橋のコンクリート上部工、床版底面及び橋脚、橋台側面、トンネルの覆工コンクリート内側に発生した漏水を伴うひび割れ、及びオフィスビル又はマンション等の建築構造物のスラブ、壁等の漏水が発生し易く、又、ひび割れの補修が困難であったコンクリート構造物に対して極めて好適に適用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント、水及び自己治癒材料を含有するペーストであって、前記自己治癒材料は、層状ケイ酸塩鉱物、長石、オキシカルボン酸又はジカルボン酸を含有することを特徴とする、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れ用補修材料。
【請求項２】
セメント、水、細骨材及び自己治癒材料を含有するモルタルであって、前記自己治癒材料は、層状ケイ酸塩鉱物、長石、オキシカルボン酸又はジカルボン酸を含有し、前記細骨材は、珪石、長石、陶石、リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、リチウムを含有する無機材料又は鉱物、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、高炉スラグからなる群より選ばれる少なくとも１種の材料であって且つ最大粒径が１ｍｍ以下であることを特徴とする、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修材料。
【請求項３】
請求項１又は２記載のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れ用補修材料において、前記自己治癒材料は、更に、リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、エトリンガイト系及び／又は生石灰系膨張材、酸化カルシウム、短繊維からなる群より選ばれる少なくとも１種類以上の補助材料を含有することを特徴とする、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れ用補修材料。
【請求項４】
漏水を伴うひび割れが発生したコンクリート構造物において、コンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って、コンクリート表面部分に請求項１〜３のいずれかの項に記載の補修材料を塗布することを特徴とする、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法。
【請求項５】
漏水を伴うひび割れが発生したコンクリート構造物において、コンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って削孔して複数の孔を設けた後、請求項１〜３のいずれかの項に記載の補修材料を該孔に充填又は注入し、更に該補修材料を充填又は注入した孔を含む漏水を伴うひび割れが発生したコンクリート表面部分に請求項１〜３のいずれか一項に記載の補修材料を塗布することを特徴とする、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法。
【請求項６】
請求項４及び５記載のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法において、補修材料を塗布、充填又は注入する前に、下地処理材としてケイ酸塩水溶液を予め塗布することを特徴とする、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法。
【請求項１】
セメント、水及び自己治癒材料を含有するペーストであって、前記自己治癒材料は、層状ケイ酸塩鉱物、長石、オキシカルボン酸又はジカルボン酸を含有することを特徴とする、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れ用補修材料。
【請求項２】
セメント、水、細骨材及び自己治癒材料を含有するモルタルであって、前記自己治癒材料は、層状ケイ酸塩鉱物、長石、オキシカルボン酸又はジカルボン酸を含有し、前記細骨材は、珪石、長石、陶石、リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、リチウムを含有する無機材料又は鉱物、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、高炉スラグからなる群より選ばれる少なくとも１種の材料であって且つ最大粒径が１ｍｍ以下であることを特徴とする、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修材料。
【請求項３】
請求項１又は２記載のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れ用補修材料において、前記自己治癒材料は、更に、リン酸カルシウム、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の炭酸塩、マグネシウムを含有する無機材料又は鉱物、非晶質シリカ含有無機材料、エトリンガイト系及び／又は生石灰系膨張材、酸化カルシウム、短繊維からなる群より選ばれる少なくとも１種類以上の補助材料を含有することを特徴とする、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れ用補修材料。
【請求項４】
漏水を伴うひび割れが発生したコンクリート構造物において、コンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って、コンクリート表面部分に請求項１〜３のいずれかの項に記載の補修材料を塗布することを特徴とする、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法。
【請求項５】
漏水を伴うひび割れが発生したコンクリート構造物において、コンクリート表面のひび割れの直上であって且つ該ひび割れ部分に沿って削孔して複数の孔を設けた後、請求項１〜３のいずれかの項に記載の補修材料を該孔に充填又は注入し、更に該補修材料を充填又は注入した孔を含む漏水を伴うひび割れが発生したコンクリート表面部分に請求項１〜３のいずれか一項に記載の補修材料を塗布することを特徴とする、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法。
【請求項６】
請求項４及び５記載のコンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法において、補修材料を塗布、充填又は注入する前に、下地処理材としてケイ酸塩水溶液を予め塗布することを特徴とする、コンクリート構造物における漏水を伴うひび割れの補修方法。
【公開番号】特開２０１３−１４４５３（Ｐ２０１３−１４４５３Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４７０７６（Ｐ２０１１−１４７０７６）
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（５０４１３７９１２）国立大学法人 東京大学 (1,942)
【出願人】（０００１８３２６６）住友大阪セメント株式会社 (1,342)
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（５０４１８２２５５）国立大学法人横浜国立大学 (429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１日（２０１１．７．１）
【出願人】（５０４１３７９１２）国立大学法人 東京大学 (1,942)
【出願人】（０００１８３２６６）住友大阪セメント株式会社 (1,342)
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（５０４１８２２５５）国立大学法人横浜国立大学 (429)
【Ｆターム（参考）】
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