コンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント、およびこの高靱性ポリマーセメントを用いたコンクリート躯体の曲げ補強工法
【課題】本発明はコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント、およびこの高靱性ポリマーセメントを用いたコンクリート躯体の曲げ補強工法に関し、コンクリート躯体の断面補修材としてかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制し、シート、プレート、ロッド、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著であり、増厚材として補強筋の付着割裂破壊が抑制され、変形、曲げ性状が増加する等、きめ細かな曲げ補強を施すのに適する。
【解決手段】コンクリート躯体１の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントＰＣＭは、セメントと珪砂を含む粉体Ｃｏを、主成分として水溶性高分子を含む水溶性エマルションＥｍに調合して所定時間、混練し、之に混和材料として、高炉スラグ微粉末Ｓｇと、二水石膏Ｇｙと、高性能ＡＥ減水剤Ｓｐとを所定割合混練し、短繊維Ｆを混入した。
【解決手段】コンクリート躯体１の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントＰＣＭは、セメントと珪砂を含む粉体Ｃｏを、主成分として水溶性高分子を含む水溶性エマルションＥｍに調合して所定時間、混練し、之に混和材料として、高炉スラグ微粉末Ｓｇと、二水石膏Ｇｙと、高性能ＡＥ減水剤Ｓｐとを所定割合混練し、短繊維Ｆを混入した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント、およびこの高靱性ポリマーセメントを用いたコンクリート躯体の曲げ補強工法に関し、例えば建築物の柱、梁、壁、床、天井、基礎等また、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物のコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材、および増厚材として、ポリマーセメントモルタルに短繊維を混入した高靱性ポリマーセメントを用いることにより、断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制し、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著であり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊が抑制され、また、変形、および曲げ性状が大きく増加し、また、補強機能が安定し、施工を効率良く行うためのものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリ−ト等により形成された構造物を補修・補強を行う方法として、構造物面に、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が含浸されてなる、炭素繊維、ポリアラミド繊維、ガラス繊維等よりなる補強繊維シートを貼り、前記熱硬化性樹脂を硬化せしめて構造物を補修・補強するにあたって、前記補強繊維シートの外表面を気密性シートで被覆したことにより、熱硬化性樹脂の樹脂塗布作業の完了後の臭いの発生を抑制し、補強繊維表面の平滑性を保証することで、構造物が長年の使用により劣化した場合に、補修または補強して寿命を延ばしたり、地震による損傷や、より大きな地震を想定した耐震基準の見直しなどによって、補修・補強を行うようにしたものがあった。そして、この構造物の補修・補強方法は、必要に応じて前記気密性シートを熱硬化性樹脂の硬化後に前記補強繊維シートから剥ぎ取り、その後に、結合材としてセメントと、ポリアクリル酸エステル等のポリマーとを用いるとともに、混和材料として砂を混合したポリマーセメントモルタルを増厚材として用いることにより増厚し、補修・補強を行うものであった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２９６６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、コンクリート等により形成された構造物は、長年の使用によるコンクリート性状の劣化、例えば耐圧縮強度の劣化、耐曲げ強度の劣化、耐引張強度の劣化、また、補強繊維シートに対する付着耐力を引き起こす構造物のかぶり部分での斜めひび割れの発生状況、また、構造物の内部の補強筋の付着割裂破壊を引き起こす補強筋への付着性、構造物の変形等はそれぞれ構造物の構築現場毎に異にするのが実情であるのに対し、上記特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法は、このような実情に即応して構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリートの構造物に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すというにはほど遠く、補強機能が不安定なものであった。
【０００４】
また、上記特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法は、コンクリート等の構造物により形成された構造物を補強・補修するために、補強繊維シートよりなる補強部材をエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて接着、硬化することを必要不可欠とし、構造物に補強繊維シートを貼り付け後の熱硬化樹脂の硬化時の臭いの発生を抑えることを主眼に発明がなされたものであるので、補強繊維シートに対する気密性シートの貼り付け、又は取外しに多くの手間、および労力を必要とし、施工には作業能率が低いものであった。
【０００５】
本発明は上記従来の問題点を解決するとともに、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制し、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著であり、しかも、増厚材としては、コンクリート躯体内部の補強筋の付着割裂破壊が抑制され、また、変形、および曲げ性状が大きく増加する等、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリートによりなる構造物に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定し、そして、施工性に優れ、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価なコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント、およびこの高靱性ポリマーセメントを用いたコンクリート躯体の曲げ補強工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】
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされ請求項１に記載の発明は、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等のコンクリート躯体の曲げ補強を行うコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントにして、無機主材としてセメントと珪砂を含む粉体を、主成分として水溶性高分子を含む水溶性エマルションに調合して所定時間、混練し、之に混和材料として、高炉スラグ微粉末と、二水石膏と、高性能ＡＥ減水剤とを所定割合調合して混練するとともに、短繊維を混入して分散することにより、前記コンクリート躯体の断面修復材、または増厚材として用いることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記粉体と、前記水溶性エマルションとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ前記二水石膏の、前記セメント、および高炉スラグ微粉末との結合剤に対する混合割合が、１０重量％程度、混入されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記粉体と、前記水溶性エマルションとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ混和材料として高炉スラグ微粉末を前記水溶性エマルションに対して１５０重量％以上混入して繊維を分散させたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１−３において、前記短繊維の、前記セメント、および、前記高炉スラグ微粉末との結合材に対する繊維体積率が、約０．５〜１．５％であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１−４において、前記水溶性高分子が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１−４において、前記水溶性高分子が、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ＥＶＡ樹脂、水性ビニルウレタン樹脂、水溶性のエポキシ樹脂、ポリサルファイド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポパール樹脂、アルキド樹脂、塩化ビニール樹脂等の重合体、または、それらのエステル、或いはそれらの共重合体であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１−４において、前記水溶性高分子が、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブチレンゴム等の合成ゴム系ラテックス、または、天然ゴム、或いは、アセチルセルロース、ニトロセルロースであることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項８に記載の発明は、請求項５において、前記ポリアクリル酸、前記ポリメタクリル酸、前記ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキサンアクリレート、アクリル酸、ポリアクリル酸、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、スチレン、ポリスチレン、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル等からなる重合体、または、それらの２種以上を組み合わせた共重合体であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項９に記載の発明は、請求項１−８の何れかにおいて、連続繊維により形成されるシート、プレート、または、炭素繊維強化プラスチックのロッド、或いは鉄筋等の何れかの補強部材であり、何れかの該補強部材が、前記コンクリート躯体の外側面に添設され、該補強部材、または／および前記コンクリート躯体には曲げ補強用の前記高靱性ポリマーセメントが塗布されるか、または、吹き付けるか、打設されることにより固着して補強を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項１−９の何れかにおいて、前記セメントが、白色セメント、普通・早強・超早強ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメントから選ばれる何れかであることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１−１０の何れかにおいて、前記短繊維が、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、ポリスチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリカーボネート繊維、ポリウレタン繊維、ポリアクリル繊維から選ばれる何れかであることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項１−１１の何れかにおいて、前記補強部材が鉄筋であるか、また、補強部材を形成する繊維が、炭素繊維、またはガラス繊維であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項１３に記載の発明は、請求項１−１２の何れかにおいて、前記増厚材が、増し打ち厚さを５ｍｍ以上に形成されることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項１４に記載の発明は、無機主材として、セメントと珪砂を含む粉体を、主成分として水溶性高分子を含む水溶性エマルションに調合して所定時間、混練する工程と、之に混和材料として高炉スラグ微粉末と、二水石膏と、高性能ＡＥ減水剤とを所定割合調合して混練するとともに、短繊維を混入して分散する工程と、を有して製造された高靱性ポリマーセメントをコンクリート躯体の断面修復材、または増厚材として用いることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項１５に記載の発明は、請求項１３において、前記粉体と、前記水溶性エマルションとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ前記二水石膏の、前記セメント、および高炉スラグ微粉末との結合材に対する混合割合が、１０重量％程度、混入されることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項１６に記載の発明は、請求項１４または１５において、前記短繊維の、前記セメント、および、前記高炉スラグ微粉末との結合剤に対する繊維体積率が、約０．５〜１．５％であることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項１７に記載の発明は、請求項１４−１６の何れかにおいて、前記水溶性高分子が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体であることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項１８に記載の発明は、請求項１４−１６の何れかにおいて、前記水溶性高分子が、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ＥＶＡ樹脂、水性ビニルウレタン樹脂、水溶性のエポキシ樹脂、ポリサルファイド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポパール樹脂、アルキド樹脂、塩化ビニール樹脂、の重合体、または、それらのエステル、或いは共重合体であることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項１９に記載の発明は、請求項１４−１６の何れかにおいて、前記水溶性高分子が、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブチレンゴム等の合成ゴム系ラテックス、または、天然ゴム、或いは、アセチルセルロース、ニトロセルロースであることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項２０に記載の発明は、請求項１７において、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキサンアクリレート、アクリル酸、ポリアクリル酸、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、スチレン、ポリスチレン、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル等からなる重合体、または、それらの２種以上を組み合わせた共重合体であることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項２１に記載の発明は、請求項１４−２０において、連続する炭素繊維、ガラス繊維等の繊維により形成されるシート、プレート、または、ロッド、或いは、鉄筋等のうちの何れかが補強部材として、前記コンクリート躯体の外側面に添設され、該補強部材、または／および前記コンクリート躯体には曲げ補強用の前記高靱性ポリマーセメントが塗布されるか、または、吹き付けるか、打設されることにより固着して補強を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は上記課題に鑑みてなされ、請求項１に記載の発明によれば、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等のコンクリート躯体の曲げ補強を行うコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントにして、無機主材としてセメントと珪砂を含む粉体を、主成分として水溶性高分子を含む水溶性エマルションに調合して所定時間、混練し、之に混和材料として、高炉スラグ微粉末と、二水石膏と、高性能ＡＥ減水剤とを所定割合調合して混練するとともに、短繊維を混入して分散することにより、前記コンクリート躯体の断面修復材、または増厚材として用いるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材の連続する無機繊維、および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度の増加と、によりポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度を低下して繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、またはロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００２８】
また、請求項２に記載の発明によれば、前記粉体と、前記水溶性エマルションとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ前記二水石膏の、前記セメント、および高炉スラグ微粉末との結合材に対する混合割合が、１０重量％程度、混入されるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、低流動性でありながら、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材、および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度が増加され、ポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下されて繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を大幅に向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、コンクリート躯体内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００２９】
また、請求項３に記載の発明によれば、前記粉体と、前記水溶性エマルションとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ混和材料として高炉スラグ微粉末を前記水溶性エマルションに対して１５０重量％以上混入して繊維を分散させたので、得られる高靱性ポリマーセメントは、低流動性でありながら、混入した短繊維の繊維補強機能が大きくなり、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材への境界面組織の付着強度が増加され、強度、例えば圧縮強度、曲げ強度がを大幅に向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００３０】
また、請求項４に記載の発明によれば、前記短繊維の、前記セメント、および、前記高炉スラグ微粉末との結合材に対する繊維体積率が、約０．５〜１．５％であるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、低流動性でありながら、ポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度等が大きくなり、高弾性、および高靱性が発揮され、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下されることなく、繊維境界面の付着強度を大幅に向上することができるとともに、混和材料として混入した高炉スラグのアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材の連続する繊維、および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度が大幅に増加することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、コンクリート躯体内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００３１】
また、本発明の請求項５の記載の発明によれば、前記水溶性高分子が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体であるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材の連続する無機繊維、および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度の増加と、によりポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度を低下して繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、またはロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００３２】
また、本発明の請求項６の記載の発明によれば、前記水溶性高分子が、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ＥＶＡ樹脂、水性ビニルウレタン樹脂、水溶性のエポキシ樹脂、ポリサルファイド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポパール樹脂、アルキド樹脂、塩化ビニール樹脂等の重合体、または、それらのエステル、或いはそれらの共重合体であるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材の連続する無機繊維、および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度の増加と、によりポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度を低下して繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、またはロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００３３】
また、本発明の請求項７に記載の発明によれば、前記水溶性高分子が、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブチレンゴム等の合成ゴム系ラテックス、または、天然ゴム、或いは、アセチルセルロース、ニトロセルロースであるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材の連続する無機繊維、および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度の増加と、によりポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度を低下して繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構築物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、またはロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００３４】
また、請求項８に記載の発明によれば、前記ポリアクリル酸、前記ポリメタクリル酸、前記ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキサンアクリレート、アクリル酸、ポリアクリル酸、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、スチレン、ポリスチレン、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル等からなる重合体、または、それらの２種以上を組み合わせた共重合体であるので、低流動性でありながら、ポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度等が大きくなり、高弾性、および高靱性が発揮され、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下されることなく、繊維境界面の付着強度を大幅に向上することができるとともに、混和材料として混入した高炉スラグのアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ部粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材、および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度が大幅に増加することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構築物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続する無機繊維により形成されるシート、または、プレート、ロッド等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、コンクリート躯体内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。
【００３５】
また、本発明の請求項９に記載の発明によれば、連続繊維により形成されるシート、プレート、または、ロッド、或いは、鉄筋等の何れかが補強部材であり、何れかの該補強部材が、前記コンクリート躯体の外側面に添設され、該補強部材、または／および前記コンクリート躯体には曲げ補強用の前記高靱性ポリマーセメントが塗布されるか、または、吹き付けるか、打設されることにより固着して補強を行うので、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になって高弾性、高靱性、高引張を発揮でき、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状を大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定するともに、補強部材自体耐薬品性に優れる。
【００３６】
また、本発明の請求項１０に記載の発明によれば、前記セメントが、白色セメント、普通・早強・超早強ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメントから選ばれる何れかであるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、低流動性でありながら、混和材料として混入した高炉スラグ部粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度が増加され、ポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、圧縮強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下されて繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を大幅に向上するのに寄与できる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続する繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。
【００３７】
また、本発明の請求項１１に記載の発明によれば、前記短繊維が、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、ポリスチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリカーボネート繊維、ポリウレタン繊維、ポリアクリル繊維から選ばれる何れかであるので、短繊維によりポリマーセメントモルタルを低流動性でありながら、高弾性、高靱性のものにすることができ、ポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度等を大きくすることができる。そして、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材と協同して高靱性ポリマーセメントの繊維境界面組織の付着強度が増加され、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下されることなく繊維境界面の付着強度を大幅に向上するのに寄与できる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。しかも、廃棄処分をしても、公害を起こすことはない。
【００３８】
また、本発明の請求項１２に記載の発明によれば、前記補強部材が鉄筋であるか、また、補強部材を形成する繊維が、炭素繊維、またはガラス繊維であるので、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは鉄筋等の補強部材によりコンクリート躯体への付着耐力が顕著になって高弾性、高靱性、高引張を発揮でき、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状を大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定するとともに、補強部材自体耐薬品性に優れている。
【００３９】
また、本発明の請求項１３に記載の発明によれば、前記増厚材が、増し打ち厚さを５ｍｍ以上に形成されることを特徴とするので、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材によりコンクリート躯体への付着耐力が顕著になって高弾性、高靱性、高引張を発揮でき、しかも、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状を大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。
【００４０】
また、本発明の請求項１４に記載の発明によれば、無機主材として、セメントと珪砂を含む粉体を、主成分として水溶性高分子を含む水溶性エマルションに調合して所定時間、混練する工程と、之に混和材料として高炉スラグ微粉末と、二水石膏と、高性能ＡＥ減水剤とを所定割合調合して混練するとともに、短繊維を混入して分散する工程と、を有して製造された高靱性ポリマーセメントをコンクリート躯体の断面修復材、または増厚材として用いるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、混和材として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度の増加と、によりポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度を低下して繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、建築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００４１】
また、本発明の請求項１５に記載の発明によれば、前記粉体と、前記水溶性エマルションとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ前記二水石膏の、前記セメント、および高炉スラグ部粉末との結合剤に対する混合割合が、１０重量％程度、混入されるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、低流動性でありながら、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度が増加され、ポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度等を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下されて繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を大幅に向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００４２】
また、本発明の請求項１６に記載の発明によれば、前記短繊維の、前記セメント、および、前記高炉スラグ微粉末との結合剤に対する繊維体積率が、約０．５〜１．５％であるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、低流動性でありながら、ポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度等が大きくなり、高弾性、および高靱性が発揮され、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下されることなく、繊維境界面の付着強度を大幅に向上することができるとともに、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度が大幅に増加することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００４３】
また、本発明の請求項１７に記載の発明によれば、前記水溶性高分子が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体であるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、混和材として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度の増加と、によりポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度を低下して繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、建築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００４４】
また、本発明の請求項１８に記載の発明によれば、前記水溶性高分子が、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ＥＶＡ樹脂、水性ビニルウレタン樹脂、水溶性のエポキシ樹脂、ポリサルファイド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポパール樹脂、アルキド樹脂、塩化ビニール樹脂、の重合体、または、それらのエステル、或いは共重合体であるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、混和材として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度の増加と、によりポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度を低下して繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、建築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００４５】
また、本発明の請求項１９に記載の発明によれば、前記水溶性高分子が、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブチレンゴム等の合成ゴム系ラテックス、または、天然ゴム、或いは、アセチルセルロース、ニトロセルロースであるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、混和材として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度の増加と、によりポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度を低下して繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、建築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００４６】
また、本発明の請求項２０によれば、前記ポリアクリル酸、前記ポリメタクリル酸、前記ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキサンアクリレート、アクリル酸、ポリアクリル酸、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、スチレン、ポリスチレン、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル等からなる重合体、または、それらの２種以上を組み合わせた共重合体であることを特徴とするので、低流動性でありながら、ポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度等が大きくなり、高弾性、および高靱性が発揮され、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下されることなく、繊維境界面の付着強度を大幅に向上することができるとともに、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度が大幅に増加することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、または、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。
【００４７】
また、本発明の請求項２１に記載の発明によれば、連続する炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等のうちの何れかが補強部材として、前記コンクリート躯体の外側面に添設され、該補強部材、または／および前記コンクリート躯体には曲げ補強用の前記高靱性ポリマーセメントが塗布されるか、または、吹き付けるか、打設されることにより固着して補強を行うので、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、または、プレート、ロッド、或いは鉄筋等の補強部材によりコンクリート躯体への付着耐力が顕著になって高弾性、高靱性、高引張を発揮でき、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状を大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定するとともに、補強部材自体耐薬品性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、図面に従って本発明を実施するための最良の形態につき、詳細に説明する。
【００４９】
図１は本発明のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントを用いてコンクリート躯体を補強する場合の一実施形態を説明的に示した正面図、図２は同じく側面図、図３は同じく本実施形態のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントを用いてコンクリート躯体を補強する場合の他例を説明的に示した正面図、図４は同じく側面図、図５は同じく同じく本発明のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントを用いてコンクリート躯体を補強する場合の更なる他例を説明的に示した正面図、図６は同じく側面図、図７は本実施形態の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントにおいて、水溶性エマルションに対する高炉スラグ微粉末の混入比が１００重量％の供試体について荷重と、変位との関係を繊維体積率が、それぞれ０．５％、１．０％、１．５％と異なる毎に変位する様子を示した荷重−変位曲線を示すグラフ、図８は本実施形態の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントにおいて、水溶性エマルションに対する高炉スラグ微粉末の混入比が１５０重量％の供試体について荷重と、変位との関係を繊維体積率が、それぞれ０．５％、１．０％、１．５％と異なる毎に変位する様子を示した荷重−変位曲線を示すグラフ、図９は同じく本実施形態の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントにおいて、水溶性エマルションに対する高炉スラグ微粉末の混入比が２００重量％の供試体について荷重と、変位との関係を繊維体積率が、それぞれ０．５％、１．０％、１．５％と異なる毎に変位する様子を示した荷重−変位曲線を示すグラフ、図１０は同じく載架試験に用いられる供試体としてのコンクリート躯体を示す正面図、図１１は同じく図１０のＱ−Ｑ断面図、図１２は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材にて補強して載架試験を実施する状態を示す説明的な正面図、図１３は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートにより補強して載架試験を実施する状態を示す説明的な下面図、図１４は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートにより補強して載架試験を実施する状態を示す説明的な下面図、図１５は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートにより補強して載架試験を実施する状態を示す説明的な背面図、図１６は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより荷重−変位曲線を示したグラフ、図１７は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより曲げモーメント−曲率曲線を示したグラフ、図１８は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより荷重−変位曲線を示したグラフ、図１９は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより曲げモーメント−曲率曲線を示したグラフ、図２０は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより荷重−変位曲線を示したグラフ、図２１は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより曲げモーメント−曲率曲線を示したグラフ、図２２は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工により補強したＮｏ１のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図、図２３は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを上向施工により補強したＮｏ４のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図、図２４は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートを下向施工により補強したＮｏ２のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図、図２５は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートを上向施工により補強したＮｏ５のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図、図２６は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてロッドを下向施工により補強したＮｏ３のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図、図２７は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてロッドを上向施工により補強したＮｏ６のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図である。
【００５０】
本発明のコンクリート躯体１の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントＰＣＭの好適な実施形態は、無機主材としてセメントと珪砂を含む粉体Ｃｏを、主成分として水溶性高分子としてのポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体を含む水溶性エマルションＥｍに調合して所定時間、混練し、之に混和材料として、高炉スラグ微粉末Ｓｇと、二水石膏Ｇｙと、高性能ＡＥ減水剤Ｓｐとを所定割合調合して混練するとともに、短繊維Ｆを混入して分散させた構成である。そして、建築物の柱、梁、壁、基礎、床、天井、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体Ｋの曲げ補強を行うために前記コンクリート躯体Ｋの断面修復材Ｔ１、または増厚材Ｔ２として用いられる。
【００５１】
前記セメントが、白色セメント、普通・早強・超早強ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメントから選ばれる何れかであり、本実施形態では、白色セメントを用いたが、これは例示であり前記の何れかであってもよい。
【００５２】
そして、上記高靱性ポリマーセメントＰＣＭについての組成、調合の割合を例えば表[１]、および表[２]について、二例を示す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
【００５５】
上記表[１]、および表[２]から、前記粉体Ｃｏと、前記水溶性エマルションＥｍとの混合割合が、３〜５：１．０であり、調合による検証を便宜にするために、粉体Ｃｏと、前記水溶性エマルションＥｍとの混合比を３．５：１．０の一定とした。そして高炉スラグ微粉末Ｓｇを水溶性エマルションＥｍに対する質量比で表[１]においては０．０〜３．０の割合に混入させているが、好ましくは１５０重量％以上混入して短繊維Ｆを分散させるのが良い。また、表[２]に示される一例では高炉スラグ微粉末Ｓｇの水溶性エマルションＥｍに対する混合比は、１．０、１．５、２．０の３水準とした。そして、表[１]、および表[２]の調合例においては、前記二水石膏Ｇｙの、前記セメント、および高炉スラグ微粉末Ｓｇとの結合材Ｂに対する混合割合が、１０重量％程度、混入される。
【００５６】
また、表[２]の調合例においては、前記短繊維Ｆの、前記セメント、および、前記高炉スラグ微粉末Ｓｇとの結合剤Ｂに対する繊維体積率Ｖｆが、約０．５〜１．５重量％である。
【００５７】
前記高炉スラグ微粉末Ｓｇは、本実施形態では、密度が、２．８９ｇ／ｃｍ３、比表面積が６１４０ｃｍ２／ｇのものが用いられる。これは、例示であり、その材料は、本発明範囲を逸脱しない限り制限されない。
【００５８】
そして、前記短繊維Ｆとしては、容易に且つ安価に多量に入手でき、コンクリート躯体１に対する断面補修材Ｔ１、または、増厚材Ｔ２の付着性と、圧縮性、曲げ性、引張性、作業性、補強性等を良くするために、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、ポリスチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリカーボネート繊維、ポリウレタン繊維、ポリアクリル繊維から選ばれる何れかが使用される。そして、本実施形態では、短繊維Ｆとして、密度０．９７ｇ／ｃｍ３、寸法が１２μ×１８ｍｍ、引張強度が２５８０Ｎ／ｍｍ２のポリエチレン繊維を用いることとしたが、これは例示であり、その材料、繊維太さ、長さは本発明範囲を逸脱しない限り制限されない。
【００５９】
また、水溶性高分子としての前記ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキサンアクリレート、アクリル酸、ポリアクリル酸、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、スチレン、ポリスチレン、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル等からなる重合体、または、それらの２種以上を組み合わせた共重合体である。
【００６０】
そして、本実施形態のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを混練するには、オムニミキサーを使用し、粉体Ｃｏ、高炉スラグ微粉末Ｓｇ、二水石膏Ｇｙを３０秒間空練りし、次いで水溶性エマルションＥｍを投入し、９０秒間練り混ぜた後に短繊維Ｆを混入し、３分間練り混ぜた。
【００６１】
図１〜図６において、２はコンクリート躯体１を補強するための補強部材であり、この補強部材２は連続する繊維Ｆ１により形成されるシートＳ、または、前記無機繊維Ｆ２により形成されるプレートＰ、およびロッドＲ、或いは鉄筋Ｋのうちの何れかであり、何れかの該補強部材２が、補強を施すべき前記コンクリート躯体１の外側面（図１〜図６においてはコンクリート躯体１を供試体として載架試験に供することもあってコンクリート躯体１の下面個所）に添設され、該補強部材２、または／および前記コンクリート躯体１には曲げ補強用の前記高靱性ポリマーセメントＰＣＭが、（例えばこてを用いて塗布されるか、または、吹き付けるか、図には示さない）型枠内に打設されることによりコンクリート躯体１に固着して補強が行われる。この補強部材２に用いられる繊維Ｆ１が、炭素繊維、またはガラス繊維である。このように、補強部材２に炭素繊維、またはガラス繊維のような繊維Ｆ１を用いたのは、高靱性ポリマーセメントＰＣＭのアルカリ分、また、酸性雨等に対して劣化されずに、繊維Ｆ１自体が耐薬品性に優れ、圧縮、引張、曲げに充分に耐える。
【００６２】
上記表[２]の調合例により得られた本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを、圧縮強度試験、引張強度試験、曲げ強度試験等の強度試験を供試体（テストピース）につき実施した結果、下記表[３]を得た。
【００６３】
【表３】
【００６４】
表[３]に示される圧縮強度試験、および引張強度試験においては、φ５０×１００ｍｍの円柱形状の供試体を用い、また、曲げ強度試験においては４０×４０×１６０ｍｍの角柱を用い、それぞれ繊維体積率Ｖｆが０．５％、１．０％、１．５％と異なる３個づつを用意して試験を行った。
【００６５】
上記表[３]から、水溶性エマルションＥｍに対する高炉スラグ微粉末Ｓｇの混入比が異なる３種において、短繊維Ｆの繊維体積率Ｖｆが、それぞれ０．５％、１．０％、１．５％と異なる３個づつの前記供試体につき検証した結果、圧縮強度、引張強度、曲げ強度の試験項目につき、気乾密度が高いほど、高い測定値を示していることが分かる。
【００６６】
図７、図８、図９は、上記表[３]に示すような水溶性エマルションＥｍに対する高炉スラグ微粉末Ｓｇの混入比がそれぞれ１００重量％、１５０重量％、２００重量％と異なる３種の前記供試体について加える荷重と、変位との関係を短繊維Ｆの繊維体積率Ｖｆが、それぞれ０．５％、１．０％、１．５％と異なる毎に変位する様子をグラフに示した荷重−変位曲線である。
【００６７】
上記表[３]、および図７、図８、図９に示す荷重−変位曲線から総じて、高炉スラグ微粉末の混入比が増加するのに伴って、繊維堆積率Ｖｆが大きいほど、強度性状、特に曲げ性状が良好であることがわかつた。
【００６８】
本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭでは、上記表[１]、および表[２]の調合例に見られるように、粉体Ｃｏと、水溶性エマルションＥｍとに対して高炉スラグ微粉末Ｓｇと、二水石膏Ｇｙとを混和材として調合例に示すように混入しているので、高炉スラグ微粉末Ｓｇがアルカリ刺激による潜在水硬性を発揮するのと、高炉スラグ微粉末Ｓｇと二水石膏Ｇｙとが反応することにより生ずるエトリンガイトによる強度発現促進性、および強度向上と、水酸化カルシウムの消費に伴う繊維界面組織の緻密化による付着強度を増加させること、により、コンクリート躯体１に対する断面補修材Ｔ１、および増厚材Ｔ２として用いる場合の圧縮強度、引張強度、曲げ強度等の強度を向上し、短繊維Ｆ、並びに連続する繊維Ｆ１よりなる補強部材２としてのシートＳ、プレートＰ、ロッドＲ、鉄筋Ｋに対する繊維界面の付着強度の向上をはかることができる。
【００６９】
以下、本実施形態で得られた高靱性ポリマーセメントＰＣＭが補強部材２とともに使用された場合に、建築物の例えば柱、梁、基礎、壁、床、天井、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体１の曲げ補強を行うための前記コンクリート躯体１の断面修復材Ｔ１、または増厚材Ｔ２として適しているかどうかを載架試験を実施することにより検証した。
【００７０】
試験は図１０、および図１１に示すコンクリート躯体よりなる供試体２０について行われた。図１０、および図１１において、供試体２０は、柱や梁を想定して正面において縦Ｘの長さＬ１が１５０ｍｍ、横Ｙの長さＬ２が２４００ｍｍであり、高さＨが２５０ｍｍの長さＬ３にて全体形状が略直方体形状に、レディーミクストコンクリート（Ｎ−３０−１８−２０）により成形される。そして、供試体２０は、その上面２０ａおよび下面２０ｂから３０ｍｍの内部に、すなわち内部上方には、３本の主筋２１,２１,２１を長手方向に配筋するとともに、内部下方には、２本の主筋２１,２１を長手方向に配筋し、且つ前記主筋２１,２１,２１；２１,２１の周囲には、横Ｙの二等分個所を中央基準線Ｉとして、左右に１１本づつ、合計２３本のあばら筋２２,２２・・・・を前記主筋２１,２１,２１；２１,２１を横切って長手方向に交叉して配筋し、溶接が行われた構造材が内蔵されている。前記主筋２１は、ＳＤ２９５Ａ、１０Ｄが使用される。また、前記あばら筋２２は、φ５のみがき棒鋼が使用される。この際、用いられる主筋２１の降伏強度は、３７０（Ｎ／ｍｍ２）、引張強度は５２０（Ｎ／ｍｍ２）、破断伸びは３５．８（％）であり、また、あばら筋２２の引張強度は７８９（Ｎ／ｍｍ２）、破断伸びは１０．３（％）である。
【００７１】
そして、コンクリート躯体１としての上記供試体２０に対する本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭについての連続繊維補強法を検証するために、補強部材２として断面修復材Ｔ１に炭素繊維による連続する繊維Ｆ１により形成されるシートＳ、または、プレートＰを用いる場合につき検証し、また、補強部材Ａとして増厚材Ｔ２に炭素繊維による連続する繊維Ｆ１により形成されたロッドＲを用いる場合につき検証することとした。
【００７２】
このうち、断面修復材Ｔ１に連続する繊維Ｆ１により形成されるシートＳを用いる場合には、施工方法として下向きに本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを６０ｍｍ、供試体２０に、積層した後、例えば公称厚さが０．１６７ｍｍ、引張強度が３４３０Ｎ／ｍｍ２、ヤング係数が２３０ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに裁断して形成された２枚のシートＳ,Ｓを層状に貼付けたものをＮｏ１のサンプルとした。また、施工方法として下向きに本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを供試体２０に６０ｍｍ、積層した後、例えば公称厚さが２．０ｍｍ、幅が５０ｍｍ、引張強度が１２００Ｎ／ｍｍ２、ヤング係数が４５０ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに形成された１枚のプレートＰを貼付けたものをＮｏ２のサンプルとした。また、供試体２０の上面２０ａに、例えば公称断面積が７３．３ｍｍ２、引張強度が２４５０Ｎ／ｍｍ２程度、ヤング係数が１４７ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに裁断して形成された３本のロッドＲ,Ｒ,Ｒ、または３−Ｄ１０の３本の異径の鉄筋Ｋ,Ｋ,Ｋを補強筋として３本配筋後、施工方法として下向きに本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを供試体２０に３０ｍｍ、積層して増圧材Ｔ２として増圧したものをＮｏ３のサンプルとした。また、施工方法として上向きに本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを６０ｍｍ供試体２０に、積層した後、例えば公称厚さが０．１６７ｍｍ、引張強度が３４３０Ｎ／ｍｍ２、ヤング係数が２３０ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに裁断して形成された２枚のシートＳ,Ｓを層状に貼付けたものをＮｏ４のサンプルとした。また、施工方法として上向きに本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを供試体２０に６０ｍｍ、積層した後、例えば公称厚さが２．０ｍｍ、幅が５０ｍｍ、引張強度が１２００Ｎ／ｍｍ２、ヤング係数が４５０ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに形成された１枚のプレートＰを貼付けたものをＮｏ５のサンプルとした。また、供試体２０の下面２０ｂに、例えば公称断面積が７３．３ｍｍ２、引張強度が２４５０Ｎ／ｍｍ２程度、ヤング係数が１４７ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに裁断した３本のロッドＲ,Ｒ,Ｒ、または、外周に螺旋溝を施して形成された３−Ｄ１０の３本の鉄筋Ｋ,Ｋ,Ｋを配筋後、施工方法として上向きに本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを供試体２０に３０ｍｍ、積層して増圧材Ｔ２として増圧したものをＮｏ６のサンプルとすることにより、それぞれ荷重、スパン中央変位、主筋ひずみ、補強部材２としてのシートＳ、プレートＰ、ロッドＲ、鉄筋Ｋの表面のひずみについて測定をおこなった。この際、図１２に示すように、荷重は、ロードセル２３を用いて測定を行い、変位は変位計２４を用いて行い、また、図１５に示すように、主筋ひずみは主筋２１の配筋位置に対応する供試体２０の表面に貼付けたパイ型変位計２５を用いて測定し、さらに、シートＳ、プレートＰ、ロッドＲ、鉄筋Ｋのひずみは、図１３、図１４に示すように、これらに等間隔に貼付けたゲージ２６を用いて測定した。
【００７３】
これらの荷重、スパン中央変位、主筋ひずみ、補強部材ＡとしてのシートＳ、プレートＰ、ロッドＲ、鉄筋Ｋの表面のひずみについての測定項目を上記Ｎｏ１のサンプル〜Ｎｏ６のサンプルにつき測定した結果を整理してまとめると、図１６に、上記Ｎｏ１のサンプルと、Ｎｏ４のサンプルとの荷重−変位曲線を示すグラフが得られ、また、図１７には上記Ｎｏ１のサンプルと、Ｎｏ４のサンプルとの曲げモーメント−曲率を示すグラフが得られた。
【００７４】
同様に、図１８には上記Ｎｏ２のサンプルと、Ｎｏ５のサンプルとの荷重−変位曲線を示すグラフが得られ、図１９には上記Ｎｏ２のサンプルと、Ｎｏ５のサンプルとの曲げモーメント−曲率を示すグラフが得られた。
【００７５】
さらに、図２０には上記Ｎｏ３のサンプルと、Ｎｏ６のサンプルとの荷重−変位曲線を示すグラフが得られ、図２１は上記Ｎｏ３のサンプルと、Ｎｏ６のサンプルとの曲げモーメント−曲率を示すグラフが得られた。
【００７６】
本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭは、無機主材としてセメントと珪砂を含む粉体Ｃｏを、水溶性高分子として主成分に、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体を含む水溶性エマルションＥｍに調合して所定時間、混練し、之に混和材料として、高炉スラグ微粉末Ｓｇと、二水石膏Ｇｙと、高性能ＡＥ減水剤Ｓｐとを所定割合調合して混練するとともに、短繊維Ｆを混入して分散することにより、コンクリート躯体１の断面修復材Ｔ１として用いるので、得られる高靱性ポリマーセメントＰＣＭは、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末Ｓｇのアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ部粉末Ｓｇと二水石膏Ｇｙとの反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材２としての連続する繊維Ｆ１としての炭素繊維、および高靱性ポリマーセメントＰＣＭ内に混入される短繊維Ｆの繊維境界面組織の付着強度が増加されることにより、強度、例えば圧縮強度、引張強度、曲げ強度が大きくなり、また、短繊維Ｆを混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下されて繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を向上することができる。
【００７７】
また、本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭは、前記粉体Ｃｏと、前記水溶性エマルションＥｍとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ前記二水石膏Ｇｙの、セメント、および高炉スラグ微粉末Ｓｇとの結合材Ｂに対する混合割合が、１０重量％程度、混入されることと、粉体Ｃｏと、前記水溶性エマルションＥｍとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ混和材料として高炉スラグ微粉末Ｓｇを前記水溶性エマルションＥｍに対して１５０重量％以上混入して繊維を分散させるのとから、得られる高靱性ポリマーセメントＰＣＭは、低流動性でありながら、圧縮強度、引張強度、曲げ強度は大きくなって強度が向上し、また、前述の高炉スラグ微粉末Ｓｇのアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末Ｓｇと二水石膏Ｇｙとの反応で生じる強度発現促進、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材２としての繊維Ｆ１、および高靱性ポリマーセメントＰＣＭ内の短繊維Ｆの繊維境界面組織の付着強度が増加され、短繊維Ｆを混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下され、繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を大幅に向上することができる。
【００７８】
また、本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭは、前記短繊維Ｆの、前記セメント、および、前記高炉スラグ微粉末Ｓｇとの結合材Ｂに対する繊維体積率Ｖｆが、約０．５〜１．５％であるのと、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキサンアクリレート、アクリル酸、ポリアクリル酸、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、スチレン、ポリスチレン、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル等からなる重合体、または、それらの２種以上を組み合わせた共重合体であるのとから、得られる高靱性ポリマーセメントＰＣＭは、低流動性でありながら、ポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度等が大きくなり、高弾性、および高靱性が発揮される。
【００７９】
そのため、建築物の例えば柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構築物よりなるコンクリート躯体１の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体１の断面補修材Ｔ１としては、例えばコンクリート躯体１のかぶり部分での斜めひび割れ３０の発生を抑制でき、また、連続する繊維Ｆ１により形成されるシートＳ、または、プレートＰ、ロッドＲ、鉄筋Ｋ等の補強部材２に対する付着耐力が顕著になり、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。
【００８０】
測定の結果、施工方法として下向きに本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを６０ｍｍ供試体２０に、積層した後、例えば公称厚さが０．１６７ｍｍ、引張強度が３４３０Ｎ／ｍｍ２、ヤング係数が２３０ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに裁断して形成された２枚のシートＳ,Ｓを層状に貼付けたＮｏ１のサンプルでは、曲げひび割れがサンプルに発生し、せん断ひび割れが発生後、シートＳ,Ｓの端部の高靱性ポリマーセメントＰＣＭにひび割れが生じ、コンクリート躯体１よりなる供試体２０と、高靱性ポリマーセメントＰＣＭよりなる断面補修材Ｔ１との接合面に一部、ズレが見られ、コンクリート躯体１よりなる供試体２０に対する断面修復部分に斜めひび割れ３０が発生するが、高靱性ポリマーセメントＰＣＭの斜めひび割れ強度が大きいために、シートＳ,Ｓの付着耐力が大きくなり、斜めひび割れ３０の発生を抑制し、終局的にはシートＳ,Ｓの付着剥離に至った（図２２参照）。
【００８１】
このように、本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭは、建築物の例えば柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体Ｋの曲げ補強を行うために、コンクリート躯体Ｋの断面補修材Ｔ１として、例えばコンクリート躯体１のかぶり部分での斜めひび割れ３０の発生を抑制でき、また、連続する繊維Ｆ１により形成されるシートＳよりなる補強部材２に対する付着耐力が顕著になり、また、変形、および曲げ性状が大きく増加する。
【００８２】
そして、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体１に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。従って、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００８３】
同様に、本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを６０ｍｍ、供試体２０に、施工方法として上向きにこてを用いて塗布する等して積層した後、例えば公称厚さが０．１６７ｍｍ、引張強度が３４３０Ｎ／ｍｍ２、ヤング係数が２３０ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに裁断して形成された２枚のシートＳ,Ｓを層状に貼付けたＮｏ４のサンプルでは、Ｎｏ１の前記サンプルと同様、コンクリート躯体１よりなる供試体２０と、高靱性ポリマーセメントＰＣＭよりなる断面補修材Ｔ１との接合面に、ズレが見られたものの、高靱性ポリマーセメントＰＣＭの斜めひび割れ強度が大きいために、シートＳ,Ｓ の付着耐力が大きくなり、斜めひび割れ３０の発生を抑制し、最終的にはシートＳ,Ｓの付着剥離により終局状態に到った（図２３参照）。
【００８４】
このように、Ｎｏ４のサンプルは、高靱性ポリマーセメントＰＣＭが、建築物の例えば柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構築物よりなるコンクリート躯体１の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体１の断面補修材Ｔ１として、例えばコンクリート躯体１のかぶり部分での斜めひび割れ３０の発生を抑制でき、また、連続する繊維Ｆ１により形成されるシートＳよりなる補強部材Ａに対する付着耐力が顕著になり、また、変形、および曲げ性状が大きく増加する。
【００８５】
そして、Ｎｏ４のサンプルも構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体１に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。従って、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００８６】
また、本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを供試体２０に６０ｍｍ、施工方法として下向きに積層した後、例えば公称厚さが２．０ｍｍ、幅が５０ｍｍ、引張強度が１２００Ｎ／ｍｍ２、ヤング係数が４５０ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに形成された１枚のプレートＰを貼付けたＮｏ２のサンプルでは、補強部材２としてシートＳを用いた前述のＮｏ１のサンプル、およびＮｏ４のサンプルとの断面補修材と同様に、供試体２０と断面補修材との間の接合面に、ズレが見られたものの、最終的にはプレートＰの付着剥離により終局状態に到った（図２４参照）。
【００８７】
また、供試体２０の上面２０ａに、例えば公称断面積が７３．３ｍｍ２、引張強度が２４５０Ｎ／ｍｍ２程度、ヤング係数が１４７ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに裁断して形成された３本のロッドＲ,Ｒ,Ｒ、または３−Ｄ１０の異径な３本の鉄筋Ｋ,Ｋ,Ｋを補強筋として配筋後、本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを供試体２０に３０ｍｍ、施工方法として下向きに積層して増圧材Ｔ２として増圧したＮｏ３のサンプルでは、コンクリート躯体１としての供試体２０内の主筋２１やあばら筋２２等の鉄筋の降伏が先行し、補強材部材２としてのロッドＲの付着割裂破壊から供試体２０と増厚材Ｔ２との接合面の剥離が進展し、曲げ厚縮破壊を生じて剪断ひび割れが進展拡大したことにより、載架点近傍のコンクリート躯体１よりなる供試体２０の圧壊が見られたが、最終的には補強部材２としてのロッドＲの付着割裂破壊により終局状態に到った（図２６参照）。しかしながら、高靱性ポリマーセメントＰＣＭを供試体２０に対する増厚材Ｔ２として用いたことにより、補強筋としてのロッドＲ、または鉄筋Ｋの付着割裂破壊が抑制され、降伏先行による靱性とひび割れ強度が大きくなり、終局曲げ耐力を大きく向上できることがわかった。
【００８８】
さらに、供試体２０の下面２０ｂに、例えば公称断面積が７３．３ｍｍ２、引張強度が２４５０Ｎ／ｍｍ２程度、ヤング係数が１４７ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに裁断した３本のロッドＲ,Ｒ,Ｒ、または３−Ｄ１０の異径の３本の鉄筋Ｋ,Ｋ,Ｋを補強筋として３本配筋後、施工方法として上向きに本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを供試体２０に３０ｍｍ、積層して増圧材Ｔ２として増圧したＮｏ６のサンプルでは、同様に補強部材２としてのロッドＲ、または鉄筋Ｋの付着割裂破壊により終局状態に到った（図２７参照）。また、増厚材Ｔ２が、一部において引張破断し、ロッドＲ、また鉄筋Ｋの引き抜けが見られたが、高靱性ポリマーセメントＰＣＭを供試体２０に対する増厚材Ｔ２として用いたことにより、同様にロッドＲ、または鉄筋Ｋの付着割裂破壊が抑制され、降伏先行による靱性とひび割れ強度が大きくなり、終局曲げ耐力を大きく向上できることがわかった。
【００８９】
上記実施形態での説明では、高靱性ポリマーセメントＰＣＭを形成するために、粉体Ｃｏを所定量混入して混練するための水溶性高分子として、主成分にポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体を含む水溶性エマルションＥｍが、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキサンアクリレート、アクリル酸、ポリアクリル酸、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、スチレン、ポリスチレン、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル等からなる重合体、または、それらの２種以上を組み合わせた共重合体である場合を好適例として説明したけれども、これは代表的な例示であり、本発明の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを形成するための水溶性高分子としては、上記のほかに、例えばアクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ＥＶＡ樹脂、水性ビニルウレタン樹脂、水溶性のエポキシ樹脂、ポリサルファイド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポパール樹脂、アルキド樹脂、塩化ビニール樹脂等の重合体、または、それらのエステル、或いはそれらの共重合体であったり、さらには、前記水溶性高分子が、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブチレンゴム等の合成ゴム系ラテックス、または、天然ゴム、或いは、アセチルセルロース、ニトロセルロースである場合にも粉体Ｃｏを混練することにより高靱性ポリマーセメントＰＣＭを形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構築物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制し、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著であり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊が抑制され、また、変形、および曲げ性状が大きく増加する等、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリートによりなる構造物に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定し、そして、施工性に優れ、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる用途・機能に適する。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】図１は本発明のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントを用いてコンクリート躯体を補強する場合の一実施形態を説明的に示した正面図である。
【図２】図２は同じく側面図である。
【図３】図３は同じく本実施形態のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントを用いてコンクリート躯体を補強する場合の他例を説明的に示した正面図である。
【図４】図４は同じく側面図である。
【図５】図５は同じく同じく本発明のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントを用いてコンクリート躯体を補強する場合の更なる他例を説明的に示した正面図である。
【図６】図６は同じく側面図である。
【図７】図７は本実施形態の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントにおいて、水溶性エマルションに対する高炉スラグ微粉末の混入比が１００重量％の供試体について荷重と、変位との関係を繊維体積率が、それぞれ０．５％、１．０％、１．５％と異なる毎に変位する様子を示した荷重−変位曲線を示すグラフである。
【図８】図８は本実施形態の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントにおいて、水溶性エマルションに対する高炉スラグ微粉末の混入比が１５０％の供試体について荷重と、変位との関係を繊維体積率が、それぞれ０．５％、１．０％、１．５％と異なる毎に変位する様子を示した荷重−変位曲線を示すグラフである。
【図９】図９は同じく本実施形態の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントにおいて、水溶性エマルションに対する高炉スラグ微粉末の混入比が２００重量％の供試体について荷重と、変位との関係を繊維体積率が、それぞれ０．５％、１．０％、１．５％と異なる毎に変位する様子を示した荷重−変位曲線を示すグラフである。
【図１０】図１０は同じく載架試験に用いられる供試体としてのコンクリート躯体を示す正面図である。
【図１１】図１１は同じく図１０のＱ−Ｑ断面図である。
【図１２】図１２は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材にて補強して載架試験を実施する状態を示す説明的な正面図である。
【図１３】図１３は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートにより補強して載架試験を実施する状態を示す説明的な下面図である。
【図１４】図１４は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートにより補強して載架試験を実施する状態を示す説明的な下面図である。
【図１５】図１５は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートにより補強して載架試験を実施する状態を示す説明的な背面図である。
【図１６】図１６は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより荷重−変位曲線を示したグラフである。
【図１７】図１７は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより曲げモーメント−曲率曲線を示したグラフである。
【図１８】図１８は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより荷重−変位曲線を示したグラフである。
【図１９】図１９は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより曲げモーメント−曲率曲線を示したグラフである。
【図２０】図２０は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより荷重−変位曲線を示したグラフである。
【図２１】図２１は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより曲げモーメント−曲率曲線を示したグラフである。
【図２２】図２２は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工により補強したＮｏ１のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図である。
【図２３】図２３は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを上向施工により補強したＮｏ４のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図である。
【図２４】図２４は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートを下向施工により補強したＮｏ２のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図である。
【図２５】図２５は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートを上向施工により補強したＮｏ５のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図である。
【図２６】図２６は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてロッドを下向施工により補強したＮｏ３のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図である。
【図２７】図２７は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてロッドを上向施工により補強したＮｏ６のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１ コンクリート躯体
２ 補強部材
２０ 供試体
２０ａ 上面
２０ｂ 下面
２１ 主筋
２２ あばら筋
２３ ロードセル
２４ 変位計
２５ パイ変位計
２６ ゲージ
３０ 斜めひび割れ
Ｂ 結合材
Ｃｏ 粉体
Ｅｍ 水溶性エマルション
Ｆ 短繊維
Ｆ１ 繊維
Ｇｙ 二水石膏
Ｋ 鉄筋
ＰＣＭ 高靱性ポリマーセメント
Ｐ プレート
Ｒ ロッド
Ｓ シート
Ｓｇ 高炉スラグ微粉末
Ｓｐ 高性能ＡＥ減水剤
Ｔ１ 断面修復材
Ｔ２ 増厚材
Ｖｆ 繊維体積率
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント、およびこの高靱性ポリマーセメントを用いたコンクリート躯体の曲げ補強工法に関し、例えば建築物の柱、梁、壁、床、天井、基礎等また、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物のコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材、および増厚材として、ポリマーセメントモルタルに短繊維を混入した高靱性ポリマーセメントを用いることにより、断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制し、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著であり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊が抑制され、また、変形、および曲げ性状が大きく増加し、また、補強機能が安定し、施工を効率良く行うためのものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コンクリ−ト等により形成された構造物を補修・補強を行う方法として、構造物面に、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が含浸されてなる、炭素繊維、ポリアラミド繊維、ガラス繊維等よりなる補強繊維シートを貼り、前記熱硬化性樹脂を硬化せしめて構造物を補修・補強するにあたって、前記補強繊維シートの外表面を気密性シートで被覆したことにより、熱硬化性樹脂の樹脂塗布作業の完了後の臭いの発生を抑制し、補強繊維表面の平滑性を保証することで、構造物が長年の使用により劣化した場合に、補修または補強して寿命を延ばしたり、地震による損傷や、より大きな地震を想定した耐震基準の見直しなどによって、補修・補強を行うようにしたものがあった。そして、この構造物の補修・補強方法は、必要に応じて前記気密性シートを熱硬化性樹脂の硬化後に前記補強繊維シートから剥ぎ取り、その後に、結合材としてセメントと、ポリアクリル酸エステル等のポリマーとを用いるとともに、混和材料として砂を混合したポリマーセメントモルタルを増厚材として用いることにより増厚し、補修・補強を行うものであった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２９６６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、コンクリート等により形成された構造物は、長年の使用によるコンクリート性状の劣化、例えば耐圧縮強度の劣化、耐曲げ強度の劣化、耐引張強度の劣化、また、補強繊維シートに対する付着耐力を引き起こす構造物のかぶり部分での斜めひび割れの発生状況、また、構造物の内部の補強筋の付着割裂破壊を引き起こす補強筋への付着性、構造物の変形等はそれぞれ構造物の構築現場毎に異にするのが実情であるのに対し、上記特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法は、このような実情に即応して構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリートの構造物に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すというにはほど遠く、補強機能が不安定なものであった。
【０００４】
また、上記特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法は、コンクリート等の構造物により形成された構造物を補強・補修するために、補強繊維シートよりなる補強部材をエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて接着、硬化することを必要不可欠とし、構造物に補強繊維シートを貼り付け後の熱硬化樹脂の硬化時の臭いの発生を抑えることを主眼に発明がなされたものであるので、補強繊維シートに対する気密性シートの貼り付け、又は取外しに多くの手間、および労力を必要とし、施工には作業能率が低いものであった。
【０００５】
本発明は上記従来の問題点を解決するとともに、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制し、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著であり、しかも、増厚材としては、コンクリート躯体内部の補強筋の付着割裂破壊が抑制され、また、変形、および曲げ性状が大きく増加する等、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリートによりなる構造物に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定し、そして、施工性に優れ、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価なコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント、およびこの高靱性ポリマーセメントを用いたコンクリート躯体の曲げ補強工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】
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みてなされ請求項１に記載の発明は、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等のコンクリート躯体の曲げ補強を行うコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントにして、無機主材としてセメントと珪砂を含む粉体を、主成分として水溶性高分子を含む水溶性エマルションに調合して所定時間、混練し、之に混和材料として、高炉スラグ微粉末と、二水石膏と、高性能ＡＥ減水剤とを所定割合調合して混練するとともに、短繊維を混入して分散することにより、前記コンクリート躯体の断面修復材、または増厚材として用いることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記粉体と、前記水溶性エマルションとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ前記二水石膏の、前記セメント、および高炉スラグ微粉末との結合剤に対する混合割合が、１０重量％程度、混入されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記粉体と、前記水溶性エマルションとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ混和材料として高炉スラグ微粉末を前記水溶性エマルションに対して１５０重量％以上混入して繊維を分散させたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１−３において、前記短繊維の、前記セメント、および、前記高炉スラグ微粉末との結合材に対する繊維体積率が、約０．５〜１．５％であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１−４において、前記水溶性高分子が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１−４において、前記水溶性高分子が、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ＥＶＡ樹脂、水性ビニルウレタン樹脂、水溶性のエポキシ樹脂、ポリサルファイド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポパール樹脂、アルキド樹脂、塩化ビニール樹脂等の重合体、または、それらのエステル、或いはそれらの共重合体であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１−４において、前記水溶性高分子が、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブチレンゴム等の合成ゴム系ラテックス、または、天然ゴム、或いは、アセチルセルロース、ニトロセルロースであることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項８に記載の発明は、請求項５において、前記ポリアクリル酸、前記ポリメタクリル酸、前記ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキサンアクリレート、アクリル酸、ポリアクリル酸、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、スチレン、ポリスチレン、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル等からなる重合体、または、それらの２種以上を組み合わせた共重合体であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項９に記載の発明は、請求項１−８の何れかにおいて、連続繊維により形成されるシート、プレート、または、炭素繊維強化プラスチックのロッド、或いは鉄筋等の何れかの補強部材であり、何れかの該補強部材が、前記コンクリート躯体の外側面に添設され、該補強部材、または／および前記コンクリート躯体には曲げ補強用の前記高靱性ポリマーセメントが塗布されるか、または、吹き付けるか、打設されることにより固着して補強を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項１−９の何れかにおいて、前記セメントが、白色セメント、普通・早強・超早強ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメントから選ばれる何れかであることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１−１０の何れかにおいて、前記短繊維が、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、ポリスチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリカーボネート繊維、ポリウレタン繊維、ポリアクリル繊維から選ばれる何れかであることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の請求項１２に記載の発明は、請求項１−１１の何れかにおいて、前記補強部材が鉄筋であるか、また、補強部材を形成する繊維が、炭素繊維、またはガラス繊維であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の請求項１３に記載の発明は、請求項１−１２の何れかにおいて、前記増厚材が、増し打ち厚さを５ｍｍ以上に形成されることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項１４に記載の発明は、無機主材として、セメントと珪砂を含む粉体を、主成分として水溶性高分子を含む水溶性エマルションに調合して所定時間、混練する工程と、之に混和材料として高炉スラグ微粉末と、二水石膏と、高性能ＡＥ減水剤とを所定割合調合して混練するとともに、短繊維を混入して分散する工程と、を有して製造された高靱性ポリマーセメントをコンクリート躯体の断面修復材、または増厚材として用いることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項１５に記載の発明は、請求項１３において、前記粉体と、前記水溶性エマルションとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ前記二水石膏の、前記セメント、および高炉スラグ微粉末との結合材に対する混合割合が、１０重量％程度、混入されることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項１６に記載の発明は、請求項１４または１５において、前記短繊維の、前記セメント、および、前記高炉スラグ微粉末との結合剤に対する繊維体積率が、約０．５〜１．５％であることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項１７に記載の発明は、請求項１４−１６の何れかにおいて、前記水溶性高分子が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体であることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の請求項１８に記載の発明は、請求項１４−１６の何れかにおいて、前記水溶性高分子が、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ＥＶＡ樹脂、水性ビニルウレタン樹脂、水溶性のエポキシ樹脂、ポリサルファイド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポパール樹脂、アルキド樹脂、塩化ビニール樹脂、の重合体、または、それらのエステル、或いは共重合体であることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の請求項１９に記載の発明は、請求項１４−１６の何れかにおいて、前記水溶性高分子が、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブチレンゴム等の合成ゴム系ラテックス、または、天然ゴム、或いは、アセチルセルロース、ニトロセルロースであることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の請求項２０に記載の発明は、請求項１７において、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキサンアクリレート、アクリル酸、ポリアクリル酸、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、スチレン、ポリスチレン、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル等からなる重合体、または、それらの２種以上を組み合わせた共重合体であることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の請求項２１に記載の発明は、請求項１４−２０において、連続する炭素繊維、ガラス繊維等の繊維により形成されるシート、プレート、または、ロッド、或いは、鉄筋等のうちの何れかが補強部材として、前記コンクリート躯体の外側面に添設され、該補強部材、または／および前記コンクリート躯体には曲げ補強用の前記高靱性ポリマーセメントが塗布されるか、または、吹き付けるか、打設されることにより固着して補強を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は上記課題に鑑みてなされ、請求項１に記載の発明によれば、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等のコンクリート躯体の曲げ補強を行うコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントにして、無機主材としてセメントと珪砂を含む粉体を、主成分として水溶性高分子を含む水溶性エマルションに調合して所定時間、混練し、之に混和材料として、高炉スラグ微粉末と、二水石膏と、高性能ＡＥ減水剤とを所定割合調合して混練するとともに、短繊維を混入して分散することにより、前記コンクリート躯体の断面修復材、または増厚材として用いるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材の連続する無機繊維、および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度の増加と、によりポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度を低下して繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、またはロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００２８】
また、請求項２に記載の発明によれば、前記粉体と、前記水溶性エマルションとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ前記二水石膏の、前記セメント、および高炉スラグ微粉末との結合材に対する混合割合が、１０重量％程度、混入されるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、低流動性でありながら、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材、および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度が増加され、ポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下されて繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を大幅に向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、コンクリート躯体内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００２９】
また、請求項３に記載の発明によれば、前記粉体と、前記水溶性エマルションとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ混和材料として高炉スラグ微粉末を前記水溶性エマルションに対して１５０重量％以上混入して繊維を分散させたので、得られる高靱性ポリマーセメントは、低流動性でありながら、混入した短繊維の繊維補強機能が大きくなり、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材への境界面組織の付着強度が増加され、強度、例えば圧縮強度、曲げ強度がを大幅に向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００３０】
また、請求項４に記載の発明によれば、前記短繊維の、前記セメント、および、前記高炉スラグ微粉末との結合材に対する繊維体積率が、約０．５〜１．５％であるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、低流動性でありながら、ポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度等が大きくなり、高弾性、および高靱性が発揮され、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下されることなく、繊維境界面の付着強度を大幅に向上することができるとともに、混和材料として混入した高炉スラグのアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材の連続する繊維、および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度が大幅に増加することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、コンクリート躯体内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００３１】
また、本発明の請求項５の記載の発明によれば、前記水溶性高分子が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体であるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材の連続する無機繊維、および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度の増加と、によりポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度を低下して繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、またはロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００３２】
また、本発明の請求項６の記載の発明によれば、前記水溶性高分子が、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ＥＶＡ樹脂、水性ビニルウレタン樹脂、水溶性のエポキシ樹脂、ポリサルファイド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポパール樹脂、アルキド樹脂、塩化ビニール樹脂等の重合体、または、それらのエステル、或いはそれらの共重合体であるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材の連続する無機繊維、および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度の増加と、によりポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度を低下して繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、またはロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００３３】
また、本発明の請求項７に記載の発明によれば、前記水溶性高分子が、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブチレンゴム等の合成ゴム系ラテックス、または、天然ゴム、或いは、アセチルセルロース、ニトロセルロースであるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材の連続する無機繊維、および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度の増加と、によりポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度を低下して繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構築物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、またはロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００３４】
また、請求項８に記載の発明によれば、前記ポリアクリル酸、前記ポリメタクリル酸、前記ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキサンアクリレート、アクリル酸、ポリアクリル酸、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、スチレン、ポリスチレン、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル等からなる重合体、または、それらの２種以上を組み合わせた共重合体であるので、低流動性でありながら、ポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度等が大きくなり、高弾性、および高靱性が発揮され、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下されることなく、繊維境界面の付着強度を大幅に向上することができるとともに、混和材料として混入した高炉スラグのアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ部粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材、および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度が大幅に増加することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構築物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続する無機繊維により形成されるシート、または、プレート、ロッド等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、コンクリート躯体内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。
【００３５】
また、本発明の請求項９に記載の発明によれば、連続繊維により形成されるシート、プレート、または、ロッド、或いは、鉄筋等の何れかが補強部材であり、何れかの該補強部材が、前記コンクリート躯体の外側面に添設され、該補強部材、または／および前記コンクリート躯体には曲げ補強用の前記高靱性ポリマーセメントが塗布されるか、または、吹き付けるか、打設されることにより固着して補強を行うので、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になって高弾性、高靱性、高引張を発揮でき、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状を大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定するともに、補強部材自体耐薬品性に優れる。
【００３６】
また、本発明の請求項１０に記載の発明によれば、前記セメントが、白色セメント、普通・早強・超早強ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメントから選ばれる何れかであるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、低流動性でありながら、混和材料として混入した高炉スラグ部粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度が増加され、ポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、圧縮強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下されて繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を大幅に向上するのに寄与できる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続する繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。
【００３７】
また、本発明の請求項１１に記載の発明によれば、前記短繊維が、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、ポリスチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリカーボネート繊維、ポリウレタン繊維、ポリアクリル繊維から選ばれる何れかであるので、短繊維によりポリマーセメントモルタルを低流動性でありながら、高弾性、高靱性のものにすることができ、ポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度等を大きくすることができる。そして、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材と協同して高靱性ポリマーセメントの繊維境界面組織の付着強度が増加され、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下されることなく繊維境界面の付着強度を大幅に向上するのに寄与できる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。しかも、廃棄処分をしても、公害を起こすことはない。
【００３８】
また、本発明の請求項１２に記載の発明によれば、前記補強部材が鉄筋であるか、また、補強部材を形成する繊維が、炭素繊維、またはガラス繊維であるので、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは鉄筋等の補強部材によりコンクリート躯体への付着耐力が顕著になって高弾性、高靱性、高引張を発揮でき、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状を大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定するとともに、補強部材自体耐薬品性に優れている。
【００３９】
また、本発明の請求項１３に記載の発明によれば、前記増厚材が、増し打ち厚さを５ｍｍ以上に形成されることを特徴とするので、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材によりコンクリート躯体への付着耐力が顕著になって高弾性、高靱性、高引張を発揮でき、しかも、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状を大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。
【００４０】
また、本発明の請求項１４に記載の発明によれば、無機主材として、セメントと珪砂を含む粉体を、主成分として水溶性高分子を含む水溶性エマルションに調合して所定時間、混練する工程と、之に混和材料として高炉スラグ微粉末と、二水石膏と、高性能ＡＥ減水剤とを所定割合調合して混練するとともに、短繊維を混入して分散する工程と、を有して製造された高靱性ポリマーセメントをコンクリート躯体の断面修復材、または増厚材として用いるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、混和材として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度の増加と、によりポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度を低下して繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、建築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００４１】
また、本発明の請求項１５に記載の発明によれば、前記粉体と、前記水溶性エマルションとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ前記二水石膏の、前記セメント、および高炉スラグ部粉末との結合剤に対する混合割合が、１０重量％程度、混入されるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、低流動性でありながら、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度が増加され、ポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度等を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下されて繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を大幅に向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００４２】
また、本発明の請求項１６に記載の発明によれば、前記短繊維の、前記セメント、および、前記高炉スラグ微粉末との結合剤に対する繊維体積率が、約０．５〜１．５％であるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、低流動性でありながら、ポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度等が大きくなり、高弾性、および高靱性が発揮され、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下されることなく、繊維境界面の付着強度を大幅に向上することができるとともに、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度が大幅に増加することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００４３】
また、本発明の請求項１７に記載の発明によれば、前記水溶性高分子が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体であるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、混和材として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度の増加と、によりポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度を低下して繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、建築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００４４】
また、本発明の請求項１８に記載の発明によれば、前記水溶性高分子が、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ＥＶＡ樹脂、水性ビニルウレタン樹脂、水溶性のエポキシ樹脂、ポリサルファイド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポパール樹脂、アルキド樹脂、塩化ビニール樹脂、の重合体、または、それらのエステル、或いは共重合体であるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、混和材として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度の増加と、によりポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度を低下して繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、建築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００４５】
また、本発明の請求項１９に記載の発明によれば、前記水溶性高分子が、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブチレンゴム等の合成ゴム系ラテックス、または、天然ゴム、或いは、アセチルセルロース、ニトロセルロースであるので、得られる高靱性ポリマーセメントは、混和材として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度の増加と、によりポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度を大きくし、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度を低下して繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を向上することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、建築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。そして、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００４６】
また、本発明の請求項２０によれば、前記ポリアクリル酸、前記ポリメタクリル酸、前記ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキサンアクリレート、アクリル酸、ポリアクリル酸、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、スチレン、ポリスチレン、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル等からなる重合体、または、それらの２種以上を組み合わせた共重合体であることを特徴とするので、低流動性でありながら、ポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度、引張強度等が大きくなり、高弾性、および高靱性が発揮され、また、短繊維を混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下されることなく、繊維境界面の付着強度を大幅に向上することができるとともに、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末のアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末と二水石膏との反応で生じる強度発現促進、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材および高靱性ポリマーセメント内に混入される短繊維の繊維境界面組織の付着強度が大幅に増加することができる。このため、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、または、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著になり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。
【００４７】
また、本発明の請求項２１に記載の発明によれば、連続する炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等のうちの何れかが補強部材として、前記コンクリート躯体の外側面に添設され、該補強部材、または／および前記コンクリート躯体には曲げ補強用の前記高靱性ポリマーセメントが塗布されるか、または、吹き付けるか、打設されることにより固着して補強を行うので、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材として、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制でき、また、連続繊維により形成されるシート、または、プレート、ロッド、或いは鉄筋等の補強部材によりコンクリート躯体への付着耐力が顕著になって高弾性、高靱性、高引張を発揮でき、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊を抑制することができ、また、変形、および曲げ性状を大きく増加することができる。従って、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定するとともに、補強部材自体耐薬品性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、図面に従って本発明を実施するための最良の形態につき、詳細に説明する。
【００４９】
図１は本発明のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントを用いてコンクリート躯体を補強する場合の一実施形態を説明的に示した正面図、図２は同じく側面図、図３は同じく本実施形態のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントを用いてコンクリート躯体を補強する場合の他例を説明的に示した正面図、図４は同じく側面図、図５は同じく同じく本発明のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントを用いてコンクリート躯体を補強する場合の更なる他例を説明的に示した正面図、図６は同じく側面図、図７は本実施形態の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントにおいて、水溶性エマルションに対する高炉スラグ微粉末の混入比が１００重量％の供試体について荷重と、変位との関係を繊維体積率が、それぞれ０．５％、１．０％、１．５％と異なる毎に変位する様子を示した荷重−変位曲線を示すグラフ、図８は本実施形態の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントにおいて、水溶性エマルションに対する高炉スラグ微粉末の混入比が１５０重量％の供試体について荷重と、変位との関係を繊維体積率が、それぞれ０．５％、１．０％、１．５％と異なる毎に変位する様子を示した荷重−変位曲線を示すグラフ、図９は同じく本実施形態の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントにおいて、水溶性エマルションに対する高炉スラグ微粉末の混入比が２００重量％の供試体について荷重と、変位との関係を繊維体積率が、それぞれ０．５％、１．０％、１．５％と異なる毎に変位する様子を示した荷重−変位曲線を示すグラフ、図１０は同じく載架試験に用いられる供試体としてのコンクリート躯体を示す正面図、図１１は同じく図１０のＱ−Ｑ断面図、図１２は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材にて補強して載架試験を実施する状態を示す説明的な正面図、図１３は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートにより補強して載架試験を実施する状態を示す説明的な下面図、図１４は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートにより補強して載架試験を実施する状態を示す説明的な下面図、図１５は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートにより補強して載架試験を実施する状態を示す説明的な背面図、図１６は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより荷重−変位曲線を示したグラフ、図１７は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより曲げモーメント−曲率曲線を示したグラフ、図１８は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより荷重−変位曲線を示したグラフ、図１９は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより曲げモーメント−曲率曲線を示したグラフ、図２０は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより荷重−変位曲線を示したグラフ、図２１は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより曲げモーメント−曲率曲線を示したグラフ、図２２は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工により補強したＮｏ１のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図、図２３は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを上向施工により補強したＮｏ４のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図、図２４は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートを下向施工により補強したＮｏ２のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図、図２５は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートを上向施工により補強したＮｏ５のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図、図２６は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてロッドを下向施工により補強したＮｏ３のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図、図２７は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてロッドを上向施工により補強したＮｏ６のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図である。
【００５０】
本発明のコンクリート躯体１の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントＰＣＭの好適な実施形態は、無機主材としてセメントと珪砂を含む粉体Ｃｏを、主成分として水溶性高分子としてのポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体を含む水溶性エマルションＥｍに調合して所定時間、混練し、之に混和材料として、高炉スラグ微粉末Ｓｇと、二水石膏Ｇｙと、高性能ＡＥ減水剤Ｓｐとを所定割合調合して混練するとともに、短繊維Ｆを混入して分散させた構成である。そして、建築物の柱、梁、壁、基礎、床、天井、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体Ｋの曲げ補強を行うために前記コンクリート躯体Ｋの断面修復材Ｔ１、または増厚材Ｔ２として用いられる。
【００５１】
前記セメントが、白色セメント、普通・早強・超早強ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメントから選ばれる何れかであり、本実施形態では、白色セメントを用いたが、これは例示であり前記の何れかであってもよい。
【００５２】
そして、上記高靱性ポリマーセメントＰＣＭについての組成、調合の割合を例えば表[１]、および表[２]について、二例を示す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
【００５５】
上記表[１]、および表[２]から、前記粉体Ｃｏと、前記水溶性エマルションＥｍとの混合割合が、３〜５：１．０であり、調合による検証を便宜にするために、粉体Ｃｏと、前記水溶性エマルションＥｍとの混合比を３．５：１．０の一定とした。そして高炉スラグ微粉末Ｓｇを水溶性エマルションＥｍに対する質量比で表[１]においては０．０〜３．０の割合に混入させているが、好ましくは１５０重量％以上混入して短繊維Ｆを分散させるのが良い。また、表[２]に示される一例では高炉スラグ微粉末Ｓｇの水溶性エマルションＥｍに対する混合比は、１．０、１．５、２．０の３水準とした。そして、表[１]、および表[２]の調合例においては、前記二水石膏Ｇｙの、前記セメント、および高炉スラグ微粉末Ｓｇとの結合材Ｂに対する混合割合が、１０重量％程度、混入される。
【００５６】
また、表[２]の調合例においては、前記短繊維Ｆの、前記セメント、および、前記高炉スラグ微粉末Ｓｇとの結合剤Ｂに対する繊維体積率Ｖｆが、約０．５〜１．５重量％である。
【００５７】
前記高炉スラグ微粉末Ｓｇは、本実施形態では、密度が、２．８９ｇ／ｃｍ３、比表面積が６１４０ｃｍ２／ｇのものが用いられる。これは、例示であり、その材料は、本発明範囲を逸脱しない限り制限されない。
【００５８】
そして、前記短繊維Ｆとしては、容易に且つ安価に多量に入手でき、コンクリート躯体１に対する断面補修材Ｔ１、または、増厚材Ｔ２の付着性と、圧縮性、曲げ性、引張性、作業性、補強性等を良くするために、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、ポリスチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリカーボネート繊維、ポリウレタン繊維、ポリアクリル繊維から選ばれる何れかが使用される。そして、本実施形態では、短繊維Ｆとして、密度０．９７ｇ／ｃｍ３、寸法が１２μ×１８ｍｍ、引張強度が２５８０Ｎ／ｍｍ２のポリエチレン繊維を用いることとしたが、これは例示であり、その材料、繊維太さ、長さは本発明範囲を逸脱しない限り制限されない。
【００５９】
また、水溶性高分子としての前記ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキサンアクリレート、アクリル酸、ポリアクリル酸、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、スチレン、ポリスチレン、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル等からなる重合体、または、それらの２種以上を組み合わせた共重合体である。
【００６０】
そして、本実施形態のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを混練するには、オムニミキサーを使用し、粉体Ｃｏ、高炉スラグ微粉末Ｓｇ、二水石膏Ｇｙを３０秒間空練りし、次いで水溶性エマルションＥｍを投入し、９０秒間練り混ぜた後に短繊維Ｆを混入し、３分間練り混ぜた。
【００６１】
図１〜図６において、２はコンクリート躯体１を補強するための補強部材であり、この補強部材２は連続する繊維Ｆ１により形成されるシートＳ、または、前記無機繊維Ｆ２により形成されるプレートＰ、およびロッドＲ、或いは鉄筋Ｋのうちの何れかであり、何れかの該補強部材２が、補強を施すべき前記コンクリート躯体１の外側面（図１〜図６においてはコンクリート躯体１を供試体として載架試験に供することもあってコンクリート躯体１の下面個所）に添設され、該補強部材２、または／および前記コンクリート躯体１には曲げ補強用の前記高靱性ポリマーセメントＰＣＭが、（例えばこてを用いて塗布されるか、または、吹き付けるか、図には示さない）型枠内に打設されることによりコンクリート躯体１に固着して補強が行われる。この補強部材２に用いられる繊維Ｆ１が、炭素繊維、またはガラス繊維である。このように、補強部材２に炭素繊維、またはガラス繊維のような繊維Ｆ１を用いたのは、高靱性ポリマーセメントＰＣＭのアルカリ分、また、酸性雨等に対して劣化されずに、繊維Ｆ１自体が耐薬品性に優れ、圧縮、引張、曲げに充分に耐える。
【００６２】
上記表[２]の調合例により得られた本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを、圧縮強度試験、引張強度試験、曲げ強度試験等の強度試験を供試体（テストピース）につき実施した結果、下記表[３]を得た。
【００６３】
【表３】
【００６４】
表[３]に示される圧縮強度試験、および引張強度試験においては、φ５０×１００ｍｍの円柱形状の供試体を用い、また、曲げ強度試験においては４０×４０×１６０ｍｍの角柱を用い、それぞれ繊維体積率Ｖｆが０．５％、１．０％、１．５％と異なる３個づつを用意して試験を行った。
【００６５】
上記表[３]から、水溶性エマルションＥｍに対する高炉スラグ微粉末Ｓｇの混入比が異なる３種において、短繊維Ｆの繊維体積率Ｖｆが、それぞれ０．５％、１．０％、１．５％と異なる３個づつの前記供試体につき検証した結果、圧縮強度、引張強度、曲げ強度の試験項目につき、気乾密度が高いほど、高い測定値を示していることが分かる。
【００６６】
図７、図８、図９は、上記表[３]に示すような水溶性エマルションＥｍに対する高炉スラグ微粉末Ｓｇの混入比がそれぞれ１００重量％、１５０重量％、２００重量％と異なる３種の前記供試体について加える荷重と、変位との関係を短繊維Ｆの繊維体積率Ｖｆが、それぞれ０．５％、１．０％、１．５％と異なる毎に変位する様子をグラフに示した荷重−変位曲線である。
【００６７】
上記表[３]、および図７、図８、図９に示す荷重−変位曲線から総じて、高炉スラグ微粉末の混入比が増加するのに伴って、繊維堆積率Ｖｆが大きいほど、強度性状、特に曲げ性状が良好であることがわかつた。
【００６８】
本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭでは、上記表[１]、および表[２]の調合例に見られるように、粉体Ｃｏと、水溶性エマルションＥｍとに対して高炉スラグ微粉末Ｓｇと、二水石膏Ｇｙとを混和材として調合例に示すように混入しているので、高炉スラグ微粉末Ｓｇがアルカリ刺激による潜在水硬性を発揮するのと、高炉スラグ微粉末Ｓｇと二水石膏Ｇｙとが反応することにより生ずるエトリンガイトによる強度発現促進性、および強度向上と、水酸化カルシウムの消費に伴う繊維界面組織の緻密化による付着強度を増加させること、により、コンクリート躯体１に対する断面補修材Ｔ１、および増厚材Ｔ２として用いる場合の圧縮強度、引張強度、曲げ強度等の強度を向上し、短繊維Ｆ、並びに連続する繊維Ｆ１よりなる補強部材２としてのシートＳ、プレートＰ、ロッドＲ、鉄筋Ｋに対する繊維界面の付着強度の向上をはかることができる。
【００６９】
以下、本実施形態で得られた高靱性ポリマーセメントＰＣＭが補強部材２とともに使用された場合に、建築物の例えば柱、梁、基礎、壁、床、天井、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体１の曲げ補強を行うための前記コンクリート躯体１の断面修復材Ｔ１、または増厚材Ｔ２として適しているかどうかを載架試験を実施することにより検証した。
【００７０】
試験は図１０、および図１１に示すコンクリート躯体よりなる供試体２０について行われた。図１０、および図１１において、供試体２０は、柱や梁を想定して正面において縦Ｘの長さＬ１が１５０ｍｍ、横Ｙの長さＬ２が２４００ｍｍであり、高さＨが２５０ｍｍの長さＬ３にて全体形状が略直方体形状に、レディーミクストコンクリート（Ｎ−３０−１８−２０）により成形される。そして、供試体２０は、その上面２０ａおよび下面２０ｂから３０ｍｍの内部に、すなわち内部上方には、３本の主筋２１,２１,２１を長手方向に配筋するとともに、内部下方には、２本の主筋２１,２１を長手方向に配筋し、且つ前記主筋２１,２１,２１；２１,２１の周囲には、横Ｙの二等分個所を中央基準線Ｉとして、左右に１１本づつ、合計２３本のあばら筋２２,２２・・・・を前記主筋２１,２１,２１；２１,２１を横切って長手方向に交叉して配筋し、溶接が行われた構造材が内蔵されている。前記主筋２１は、ＳＤ２９５Ａ、１０Ｄが使用される。また、前記あばら筋２２は、φ５のみがき棒鋼が使用される。この際、用いられる主筋２１の降伏強度は、３７０（Ｎ／ｍｍ２）、引張強度は５２０（Ｎ／ｍｍ２）、破断伸びは３５．８（％）であり、また、あばら筋２２の引張強度は７８９（Ｎ／ｍｍ２）、破断伸びは１０．３（％）である。
【００７１】
そして、コンクリート躯体１としての上記供試体２０に対する本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭについての連続繊維補強法を検証するために、補強部材２として断面修復材Ｔ１に炭素繊維による連続する繊維Ｆ１により形成されるシートＳ、または、プレートＰを用いる場合につき検証し、また、補強部材Ａとして増厚材Ｔ２に炭素繊維による連続する繊維Ｆ１により形成されたロッドＲを用いる場合につき検証することとした。
【００７２】
このうち、断面修復材Ｔ１に連続する繊維Ｆ１により形成されるシートＳを用いる場合には、施工方法として下向きに本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを６０ｍｍ、供試体２０に、積層した後、例えば公称厚さが０．１６７ｍｍ、引張強度が３４３０Ｎ／ｍｍ２、ヤング係数が２３０ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに裁断して形成された２枚のシートＳ,Ｓを層状に貼付けたものをＮｏ１のサンプルとした。また、施工方法として下向きに本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを供試体２０に６０ｍｍ、積層した後、例えば公称厚さが２．０ｍｍ、幅が５０ｍｍ、引張強度が１２００Ｎ／ｍｍ２、ヤング係数が４５０ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに形成された１枚のプレートＰを貼付けたものをＮｏ２のサンプルとした。また、供試体２０の上面２０ａに、例えば公称断面積が７３．３ｍｍ２、引張強度が２４５０Ｎ／ｍｍ２程度、ヤング係数が１４７ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに裁断して形成された３本のロッドＲ,Ｒ,Ｒ、または３−Ｄ１０の３本の異径の鉄筋Ｋ,Ｋ,Ｋを補強筋として３本配筋後、施工方法として下向きに本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを供試体２０に３０ｍｍ、積層して増圧材Ｔ２として増圧したものをＮｏ３のサンプルとした。また、施工方法として上向きに本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを６０ｍｍ供試体２０に、積層した後、例えば公称厚さが０．１６７ｍｍ、引張強度が３４３０Ｎ／ｍｍ２、ヤング係数が２３０ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに裁断して形成された２枚のシートＳ,Ｓを層状に貼付けたものをＮｏ４のサンプルとした。また、施工方法として上向きに本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを供試体２０に６０ｍｍ、積層した後、例えば公称厚さが２．０ｍｍ、幅が５０ｍｍ、引張強度が１２００Ｎ／ｍｍ２、ヤング係数が４５０ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに形成された１枚のプレートＰを貼付けたものをＮｏ５のサンプルとした。また、供試体２０の下面２０ｂに、例えば公称断面積が７３．３ｍｍ２、引張強度が２４５０Ｎ／ｍｍ２程度、ヤング係数が１４７ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに裁断した３本のロッドＲ,Ｒ,Ｒ、または、外周に螺旋溝を施して形成された３−Ｄ１０の３本の鉄筋Ｋ,Ｋ,Ｋを配筋後、施工方法として上向きに本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを供試体２０に３０ｍｍ、積層して増圧材Ｔ２として増圧したものをＮｏ６のサンプルとすることにより、それぞれ荷重、スパン中央変位、主筋ひずみ、補強部材２としてのシートＳ、プレートＰ、ロッドＲ、鉄筋Ｋの表面のひずみについて測定をおこなった。この際、図１２に示すように、荷重は、ロードセル２３を用いて測定を行い、変位は変位計２４を用いて行い、また、図１５に示すように、主筋ひずみは主筋２１の配筋位置に対応する供試体２０の表面に貼付けたパイ型変位計２５を用いて測定し、さらに、シートＳ、プレートＰ、ロッドＲ、鉄筋Ｋのひずみは、図１３、図１４に示すように、これらに等間隔に貼付けたゲージ２６を用いて測定した。
【００７３】
これらの荷重、スパン中央変位、主筋ひずみ、補強部材ＡとしてのシートＳ、プレートＰ、ロッドＲ、鉄筋Ｋの表面のひずみについての測定項目を上記Ｎｏ１のサンプル〜Ｎｏ６のサンプルにつき測定した結果を整理してまとめると、図１６に、上記Ｎｏ１のサンプルと、Ｎｏ４のサンプルとの荷重−変位曲線を示すグラフが得られ、また、図１７には上記Ｎｏ１のサンプルと、Ｎｏ４のサンプルとの曲げモーメント−曲率を示すグラフが得られた。
【００７４】
同様に、図１８には上記Ｎｏ２のサンプルと、Ｎｏ５のサンプルとの荷重−変位曲線を示すグラフが得られ、図１９には上記Ｎｏ２のサンプルと、Ｎｏ５のサンプルとの曲げモーメント−曲率を示すグラフが得られた。
【００７５】
さらに、図２０には上記Ｎｏ３のサンプルと、Ｎｏ６のサンプルとの荷重−変位曲線を示すグラフが得られ、図２１は上記Ｎｏ３のサンプルと、Ｎｏ６のサンプルとの曲げモーメント−曲率を示すグラフが得られた。
【００７６】
本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭは、無機主材としてセメントと珪砂を含む粉体Ｃｏを、水溶性高分子として主成分に、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体を含む水溶性エマルションＥｍに調合して所定時間、混練し、之に混和材料として、高炉スラグ微粉末Ｓｇと、二水石膏Ｇｙと、高性能ＡＥ減水剤Ｓｐとを所定割合調合して混練するとともに、短繊維Ｆを混入して分散することにより、コンクリート躯体１の断面修復材Ｔ１として用いるので、得られる高靱性ポリマーセメントＰＣＭは、混和材料として混入した高炉スラグ微粉末Ｓｇのアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ部粉末Ｓｇと二水石膏Ｇｙとの反応で生じる強度発現促進、および強度向上と、また、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材２としての連続する繊維Ｆ１としての炭素繊維、および高靱性ポリマーセメントＰＣＭ内に混入される短繊維Ｆの繊維境界面組織の付着強度が増加されることにより、強度、例えば圧縮強度、引張強度、曲げ強度が大きくなり、また、短繊維Ｆを混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下されて繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を向上することができる。
【００７７】
また、本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭは、前記粉体Ｃｏと、前記水溶性エマルションＥｍとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ前記二水石膏Ｇｙの、セメント、および高炉スラグ微粉末Ｓｇとの結合材Ｂに対する混合割合が、１０重量％程度、混入されることと、粉体Ｃｏと、前記水溶性エマルションＥｍとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ混和材料として高炉スラグ微粉末Ｓｇを前記水溶性エマルションＥｍに対して１５０重量％以上混入して繊維を分散させるのとから、得られる高靱性ポリマーセメントＰＣＭは、低流動性でありながら、圧縮強度、引張強度、曲げ強度は大きくなって強度が向上し、また、前述の高炉スラグ微粉末Ｓｇのアルカリ刺激による潜在水硬性と、高炉スラグ微粉末Ｓｇと二水石膏Ｇｙとの反応で生じる強度発現促進、水酸化カルシウムの消費に伴う補強部材２としての繊維Ｆ１、および高靱性ポリマーセメントＰＣＭ内の短繊維Ｆの繊維境界面組織の付着強度が増加され、短繊維Ｆを混入するのに伴う連行空気量の増大によるマトリックス強度が低下され、繊維境界面の付着強度を低下させることなく強度を大幅に向上することができる。
【００７８】
また、本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭは、前記短繊維Ｆの、前記セメント、および、前記高炉スラグ微粉末Ｓｇとの結合材Ｂに対する繊維体積率Ｖｆが、約０．５〜１．５％であるのと、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキサンアクリレート、アクリル酸、ポリアクリル酸、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、スチレン、ポリスチレン、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル等からなる重合体、または、それらの２種以上を組み合わせた共重合体であるのとから、得られる高靱性ポリマーセメントＰＣＭは、低流動性でありながら、ポリマーセメントの強度、例えば圧縮強度、曲げ強度等が大きくなり、高弾性、および高靱性が発揮される。
【００７９】
そのため、建築物の例えば柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構築物よりなるコンクリート躯体１の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体１の断面補修材Ｔ１としては、例えばコンクリート躯体１のかぶり部分での斜めひび割れ３０の発生を抑制でき、また、連続する繊維Ｆ１により形成されるシートＳ、または、プレートＰ、ロッドＲ、鉄筋Ｋ等の補強部材２に対する付着耐力が顕著になり、また、変形、および曲げ性状が大きく増加することができる。
【００８０】
測定の結果、施工方法として下向きに本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを６０ｍｍ供試体２０に、積層した後、例えば公称厚さが０．１６７ｍｍ、引張強度が３４３０Ｎ／ｍｍ２、ヤング係数が２３０ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに裁断して形成された２枚のシートＳ,Ｓを層状に貼付けたＮｏ１のサンプルでは、曲げひび割れがサンプルに発生し、せん断ひび割れが発生後、シートＳ,Ｓの端部の高靱性ポリマーセメントＰＣＭにひび割れが生じ、コンクリート躯体１よりなる供試体２０と、高靱性ポリマーセメントＰＣＭよりなる断面補修材Ｔ１との接合面に一部、ズレが見られ、コンクリート躯体１よりなる供試体２０に対する断面修復部分に斜めひび割れ３０が発生するが、高靱性ポリマーセメントＰＣＭの斜めひび割れ強度が大きいために、シートＳ,Ｓの付着耐力が大きくなり、斜めひび割れ３０の発生を抑制し、終局的にはシートＳ,Ｓの付着剥離に至った（図２２参照）。
【００８１】
このように、本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭは、建築物の例えば柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構造物よりなるコンクリート躯体Ｋの曲げ補強を行うために、コンクリート躯体Ｋの断面補修材Ｔ１として、例えばコンクリート躯体１のかぶり部分での斜めひび割れ３０の発生を抑制でき、また、連続する繊維Ｆ１により形成されるシートＳよりなる補強部材２に対する付着耐力が顕著になり、また、変形、および曲げ性状が大きく増加する。
【００８２】
そして、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体１に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。従って、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、コンクリート躯体を補強・補修するために、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００８３】
同様に、本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを６０ｍｍ、供試体２０に、施工方法として上向きにこてを用いて塗布する等して積層した後、例えば公称厚さが０．１６７ｍｍ、引張強度が３４３０Ｎ／ｍｍ２、ヤング係数が２３０ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに裁断して形成された２枚のシートＳ,Ｓを層状に貼付けたＮｏ４のサンプルでは、Ｎｏ１の前記サンプルと同様、コンクリート躯体１よりなる供試体２０と、高靱性ポリマーセメントＰＣＭよりなる断面補修材Ｔ１との接合面に、ズレが見られたものの、高靱性ポリマーセメントＰＣＭの斜めひび割れ強度が大きいために、シートＳ,Ｓ の付着耐力が大きくなり、斜めひび割れ３０の発生を抑制し、最終的にはシートＳ,Ｓの付着剥離により終局状態に到った（図２３参照）。
【００８４】
このように、Ｎｏ４のサンプルは、高靱性ポリマーセメントＰＣＭが、建築物の例えば柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構築物よりなるコンクリート躯体１の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体１の断面補修材Ｔ１として、例えばコンクリート躯体１のかぶり部分での斜めひび割れ３０の発生を抑制でき、また、連続する繊維Ｆ１により形成されるシートＳよりなる補強部材Ａに対する付着耐力が顕著になり、また、変形、および曲げ性状が大きく増加する。
【００８５】
そして、Ｎｏ４のサンプルも構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリート躯体１に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定する。従って、特許文献１に記載の上記従来のコンクリート等により形成された構造物の補修・補強方法とは異なり、補強繊維シート等よりなる補強部材の外表面に気密シートをエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いて貼り付けなくても済むので、補強部材に対する気密性シートの貼り付け、又は取外しが省略されるため、その手間、および労力が不要になり、施工性が優れるとともに、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる。
【００８６】
また、本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを供試体２０に６０ｍｍ、施工方法として下向きに積層した後、例えば公称厚さが２．０ｍｍ、幅が５０ｍｍ、引張強度が１２００Ｎ／ｍｍ２、ヤング係数が４５０ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに形成された１枚のプレートＰを貼付けたＮｏ２のサンプルでは、補強部材２としてシートＳを用いた前述のＮｏ１のサンプル、およびＮｏ４のサンプルとの断面補修材と同様に、供試体２０と断面補修材との間の接合面に、ズレが見られたものの、最終的にはプレートＰの付着剥離により終局状態に到った（図２４参照）。
【００８７】
また、供試体２０の上面２０ａに、例えば公称断面積が７３．３ｍｍ２、引張強度が２４５０Ｎ／ｍｍ２程度、ヤング係数が１４７ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに裁断して形成された３本のロッドＲ,Ｒ,Ｒ、または３−Ｄ１０の異径な３本の鉄筋Ｋ,Ｋ,Ｋを補強筋として配筋後、本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを供試体２０に３０ｍｍ、施工方法として下向きに積層して増圧材Ｔ２として増圧したＮｏ３のサンプルでは、コンクリート躯体１としての供試体２０内の主筋２１やあばら筋２２等の鉄筋の降伏が先行し、補強材部材２としてのロッドＲの付着割裂破壊から供試体２０と増厚材Ｔ２との接合面の剥離が進展し、曲げ厚縮破壊を生じて剪断ひび割れが進展拡大したことにより、載架点近傍のコンクリート躯体１よりなる供試体２０の圧壊が見られたが、最終的には補強部材２としてのロッドＲの付着割裂破壊により終局状態に到った（図２６参照）。しかしながら、高靱性ポリマーセメントＰＣＭを供試体２０に対する増厚材Ｔ２として用いたことにより、補強筋としてのロッドＲ、または鉄筋Ｋの付着割裂破壊が抑制され、降伏先行による靱性とひび割れ強度が大きくなり、終局曲げ耐力を大きく向上できることがわかった。
【００８８】
さらに、供試体２０の下面２０ｂに、例えば公称断面積が７３．３ｍｍ２、引張強度が２４５０Ｎ／ｍｍ２程度、ヤング係数が１４７ｋＮ／ｍｍ２の炭素繊維より、１８００ｍｍの長さに裁断した３本のロッドＲ,Ｒ,Ｒ、または３−Ｄ１０の異径の３本の鉄筋Ｋ,Ｋ,Ｋを補強筋として３本配筋後、施工方法として上向きに本実施形態の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを供試体２０に３０ｍｍ、積層して増圧材Ｔ２として増圧したＮｏ６のサンプルでは、同様に補強部材２としてのロッドＲ、または鉄筋Ｋの付着割裂破壊により終局状態に到った（図２７参照）。また、増厚材Ｔ２が、一部において引張破断し、ロッドＲ、また鉄筋Ｋの引き抜けが見られたが、高靱性ポリマーセメントＰＣＭを供試体２０に対する増厚材Ｔ２として用いたことにより、同様にロッドＲ、または鉄筋Ｋの付着割裂破壊が抑制され、降伏先行による靱性とひび割れ強度が大きくなり、終局曲げ耐力を大きく向上できることがわかった。
【００８９】
上記実施形態での説明では、高靱性ポリマーセメントＰＣＭを形成するために、粉体Ｃｏを所定量混入して混練するための水溶性高分子として、主成分にポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体を含む水溶性エマルションＥｍが、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキサンアクリレート、アクリル酸、ポリアクリル酸、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、スチレン、ポリスチレン、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル等からなる重合体、または、それらの２種以上を組み合わせた共重合体である場合を好適例として説明したけれども、これは代表的な例示であり、本発明の高靱性ポリマーセメントＰＣＭを形成するための水溶性高分子としては、上記のほかに、例えばアクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ＥＶＡ樹脂、水性ビニルウレタン樹脂、水溶性のエポキシ樹脂、ポリサルファイド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポパール樹脂、アルキド樹脂、塩化ビニール樹脂等の重合体、または、それらのエステル、或いはそれらの共重合体であったり、さらには、前記水溶性高分子が、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブチレンゴム等の合成ゴム系ラテックス、または、天然ゴム、或いは、アセチルセルロース、ニトロセルロースである場合にも粉体Ｃｏを混練することにより高靱性ポリマーセメントＰＣＭを形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等の土木構築物よりなるコンクリート躯体の曲げ補強を行うために、コンクリート躯体の断面補修材としては、例えばコンクリート躯体のかぶり部分での斜めひび割れの発生を抑制し、また、連続繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等の補強部材に対する付着耐力が顕著であり、しかも、増厚材としては、増厚材内部の補強筋の付着割裂破壊が抑制され、また、変形、および曲げ性状が大きく増加する等、構築現場毎にそれぞれ異なるコンクリートによりなる構造物に個別に具体的にきめ細かな曲げ補強を施すのに適し、補強機能が安定し、そして、施工性に優れ、施工期間が短く、施工費、および設備費は安価になる用途・機能に適する。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】図１は本発明のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントを用いてコンクリート躯体を補強する場合の一実施形態を説明的に示した正面図である。
【図２】図２は同じく側面図である。
【図３】図３は同じく本実施形態のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントを用いてコンクリート躯体を補強する場合の他例を説明的に示した正面図である。
【図４】図４は同じく側面図である。
【図５】図５は同じく同じく本発明のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントを用いてコンクリート躯体を補強する場合の更なる他例を説明的に示した正面図である。
【図６】図６は同じく側面図である。
【図７】図７は本実施形態の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントにおいて、水溶性エマルションに対する高炉スラグ微粉末の混入比が１００重量％の供試体について荷重と、変位との関係を繊維体積率が、それぞれ０．５％、１．０％、１．５％と異なる毎に変位する様子を示した荷重−変位曲線を示すグラフである。
【図８】図８は本実施形態の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントにおいて、水溶性エマルションに対する高炉スラグ微粉末の混入比が１５０％の供試体について荷重と、変位との関係を繊維体積率が、それぞれ０．５％、１．０％、１．５％と異なる毎に変位する様子を示した荷重−変位曲線を示すグラフである。
【図９】図９は同じく本実施形態の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントにおいて、水溶性エマルションに対する高炉スラグ微粉末の混入比が２００重量％の供試体について荷重と、変位との関係を繊維体積率が、それぞれ０．５％、１．０％、１．５％と異なる毎に変位する様子を示した荷重−変位曲線を示すグラフである。
【図１０】図１０は同じく載架試験に用いられる供試体としてのコンクリート躯体を示す正面図である。
【図１１】図１１は同じく図１０のＱ−Ｑ断面図である。
【図１２】図１２は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材にて補強して載架試験を実施する状態を示す説明的な正面図である。
【図１３】図１３は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートにより補強して載架試験を実施する状態を示す説明的な下面図である。
【図１４】図１４は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートにより補強して載架試験を実施する状態を示す説明的な下面図である。
【図１５】図１５は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートにより補強して載架試験を実施する状態を示す説明的な背面図である。
【図１６】図１６は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより荷重−変位曲線を示したグラフである。
【図１７】図１７は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより曲げモーメント−曲率曲線を示したグラフである。
【図１８】図１８は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより荷重−変位曲線を示したグラフである。
【図１９】図１９は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより曲げモーメント−曲率曲線を示したグラフである。
【図２０】図２０は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより荷重−変位曲線を示したグラフである。
【図２１】図２１は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工、および上向施工により補強して載架試験を実施することにより曲げモーメント−曲率曲線を示したグラフである。
【図２２】図２２は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを下向施工により補強したＮｏ１のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図である。
【図２３】図２３は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてシートを上向施工により補強したＮｏ４のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図である。
【図２４】図２４は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートを下向施工により補強したＮｏ２のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図である。
【図２５】図２５は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてプレートを上向施工により補強したＮｏ５のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図である。
【図２６】図２６は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてロッドを下向施工により補強したＮｏ３のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図である。
【図２７】図２７は同じく供試体としてのコンクリート躯体を補強部材としてロッドを上向施工により補強したＮｏ６のサンプルに載架試験を実施した場合の終局破壊性状を示した正面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１ コンクリート躯体
２ 補強部材
２０ 供試体
２０ａ 上面
２０ｂ 下面
２１ 主筋
２２ あばら筋
２３ ロードセル
２４ 変位計
２５ パイ変位計
２６ ゲージ
３０ 斜めひび割れ
Ｂ 結合材
Ｃｏ 粉体
Ｅｍ 水溶性エマルション
Ｆ 短繊維
Ｆ１ 繊維
Ｇｙ 二水石膏
Ｋ 鉄筋
ＰＣＭ 高靱性ポリマーセメント
Ｐ プレート
Ｒ ロッド
Ｓ シート
Ｓｇ 高炉スラグ微粉末
Ｓｐ 高性能ＡＥ減水剤
Ｔ１ 断面修復材
Ｔ２ 増厚材
Ｖｆ 繊維体積率
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等のコンクリート躯体の曲げ補強を行うコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントにして、無機主材としてセメントと珪砂を含む粉体を、主成分として水溶性高分子を含む水溶性エマルションに調合して所定時間、混練し、之に混和材料として、高炉スラグ微粉末と、二水石膏と、高性能ＡＥ減水剤とを所定割合調合して混練するとともに、短繊維を混入して分散することにより、前記コンクリート躯体の断面修復材、または増厚材として用いることを特徴とするコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項２】
前記粉体と、前記水溶性エマルションとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ前記二水石膏の、前記セメント、および高炉スラグ微粉末との結合材に対する混合割合が、１０重量％程度、混入されることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項３】
前記粉体と、前記水溶性エマルションとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ混和材料として高炉スラグ微粉末を前記水溶性エマルションに対して１５０重量％以上混入して繊維を分散させたことを特徴とする請求項１または２に記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項４】
前記短繊維の、前記セメント、および、前記高炉スラグ微粉末との結合材に対する繊維体積率が、約０．５〜１．５％であることを特徴とする請求項１−３に記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項５】
前記水溶性高分子が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体であることを特徴とする請求項１−４の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項６】
前記水溶性高分子が、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ＥＶＡ樹脂、水性ビニルウレタン樹脂、水溶性のエポキシ樹脂、ポリサルファイド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポパール樹脂、アルキド樹脂、塩化ビニール樹脂等の重合体、または、それらのエステル、或いはそれらの共重合体であることを特徴とする請求項１−４の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項７】
前記水溶性高分子が、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブチレンゴム等の
合成ゴム系ラテックス、または、天然ゴム、或いは、アセチルセルロース、ニトロセルロースであることを特徴とする請求項１−４の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項８】
前記ポリアクリル酸、前記ポリメタクリル酸、前記ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキサンアクリレート、アクリル酸、ポリアクリル酸、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、スチレン、ポリスチレン、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル等からなる重合体、または、それらの２種以上を組み合わせた共重合体であることを特徴とする請求項５に記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項９】
連続繊維により形成されるシート、プレート、または、炭素繊維強化プラスチックのロッド、或いは鉄筋等の何れかの補強部材であり、何れかの該補強部材が、前記コンクリート躯体の外側面に添設され、該補強部材、または／および前記コンクリート躯体には曲げ補強用の前記高靱性ポリマーセメントが塗布されるか、または、吹き付けるか、打設されることにより固着して補強を行うことを特徴とする請求項１−８の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項１０】
前記セメントが、白色セメント、普通・早強・超早強ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメントから選ばれる何れかであることを特徴とする請求項１−９の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項１１】
前記短繊維が、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、ポリスチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリカーボネート繊維、ポリウレタン繊維、ポリアクリル繊維から選ばれる何れかであることを特徴とする請求項１−１０の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項１２】
前記補強部材が鉄筋であるか、または補強部材に用いられる繊維が、炭素繊維、またはガラス繊維であることを特徴とする請求項１−１１の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項１３】
前記増厚材が、増し打ち厚さを５ｍｍ以上に形成されることを特徴とする請求項１−１２の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項１４】
無機主材として、セメントと珪砂を含む粉体を、主成分として水溶性高分子を含む水溶性エマルションに調合して所定時間、混練する工程と、之に混和材料として高炉スラグ微粉末と、二水石膏と、高性能ＡＥ減水剤とを所定割合調合して混練するとともに、短繊維を混入して分散する工程と、を有して製造された高靱性ポリマーセメントをコンクリート躯体の断面修復材、または増厚材として用いることを特徴とするコンクリート躯体の曲げ補強工法。
【請求項１５】
前記粉体と、前記水溶性エマルションとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ前記二水石膏の、前記セメント、および高炉スラグ微粉末との結合に対する混合割合が、１０重量％程度、混入されることを特徴とする請求項１４に記載のコンクリート躯体の曲げ補強工法。
【請求項１６】
前記短繊維の、前記セメント、および、前記高炉スラグ微粉末との結合材に対する繊維体積率が、約０．５〜１．５％であることを特徴とする請求項１４または１５に記載のコンクリート躯体の曲げ補強工法。
【請求項１７】
前記水溶性高分子が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体であることを特徴とする請求項１４−１６の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強工法。
【請求項１８】
前記水溶性高分子が、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ＥＶＡ樹脂、水性ビニルウレタン樹脂、水溶性のエポキシ樹脂、ポリサルファイド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポパール樹脂、アルキド樹脂、塩化ビニール樹脂、の重合体、または、それらの共重合体、或いはエステルであることを特徴とする請求項１４−１６の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強工法。
【請求項１９】
前記水溶性高分子が、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブチレンゴム等の
合成ゴム系ラテックス、または、天然ゴム、或いは、アセチルセルロース、ニトロセルロースであることを特徴とする請求項１４−１６の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強工法。
【請求項２０】
前記ポリアクリル酸、前記ポリメタクリル酸、前記ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキサンアクリレート、アクリル酸、ポリアクリル酸、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、スチレン、ポリスチレン、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル等からなる重合体、または、それらの２種以上を組み合わせた共重合体であることを特徴とする請求項１７に記載のコンクリート躯体の曲げ補強工法。
【請求項２１】
連続する炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等のうちの何れかが補強部材として、前記コンクリート躯体の外側面に添設され、該補強部材、または／および前記コンクリート躯体には曲げ補強用の前記高靱性ポリマーセメントが塗布されるか、または、吹き付けるか、打設されることにより固着して補強を行うことを特徴とする請求項１４−２０の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強工法。
【請求項１】
建築物の柱、梁、床、天井、基礎、または、高架道路、橋梁、トンネル、ボックスカルバート、水路等のコンクリート躯体の曲げ補強を行うコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメントにして、無機主材としてセメントと珪砂を含む粉体を、主成分として水溶性高分子を含む水溶性エマルションに調合して所定時間、混練し、之に混和材料として、高炉スラグ微粉末と、二水石膏と、高性能ＡＥ減水剤とを所定割合調合して混練するとともに、短繊維を混入して分散することにより、前記コンクリート躯体の断面修復材、または増厚材として用いることを特徴とするコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項２】
前記粉体と、前記水溶性エマルションとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ前記二水石膏の、前記セメント、および高炉スラグ微粉末との結合材に対する混合割合が、１０重量％程度、混入されることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項３】
前記粉体と、前記水溶性エマルションとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ混和材料として高炉スラグ微粉末を前記水溶性エマルションに対して１５０重量％以上混入して繊維を分散させたことを特徴とする請求項１または２に記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項４】
前記短繊維の、前記セメント、および、前記高炉スラグ微粉末との結合材に対する繊維体積率が、約０．５〜１．５％であることを特徴とする請求項１−３に記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項５】
前記水溶性高分子が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体であることを特徴とする請求項１−４の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項６】
前記水溶性高分子が、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ＥＶＡ樹脂、水性ビニルウレタン樹脂、水溶性のエポキシ樹脂、ポリサルファイド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポパール樹脂、アルキド樹脂、塩化ビニール樹脂等の重合体、または、それらのエステル、或いはそれらの共重合体であることを特徴とする請求項１−４の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項７】
前記水溶性高分子が、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブチレンゴム等の
合成ゴム系ラテックス、または、天然ゴム、或いは、アセチルセルロース、ニトロセルロースであることを特徴とする請求項１−４の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項８】
前記ポリアクリル酸、前記ポリメタクリル酸、前記ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキサンアクリレート、アクリル酸、ポリアクリル酸、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、スチレン、ポリスチレン、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル等からなる重合体、または、それらの２種以上を組み合わせた共重合体であることを特徴とする請求項５に記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項９】
連続繊維により形成されるシート、プレート、または、炭素繊維強化プラスチックのロッド、或いは鉄筋等の何れかの補強部材であり、何れかの該補強部材が、前記コンクリート躯体の外側面に添設され、該補強部材、または／および前記コンクリート躯体には曲げ補強用の前記高靱性ポリマーセメントが塗布されるか、または、吹き付けるか、打設されることにより固着して補強を行うことを特徴とする請求項１−８の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項１０】
前記セメントが、白色セメント、普通・早強・超早強ポルトランドセメント、高炉セメント、シリカセメントから選ばれる何れかであることを特徴とする請求項１−９の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項１１】
前記短繊維が、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、ポリスチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリカーボネート繊維、ポリウレタン繊維、ポリアクリル繊維から選ばれる何れかであることを特徴とする請求項１−１０の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項１２】
前記補強部材が鉄筋であるか、または補強部材に用いられる繊維が、炭素繊維、またはガラス繊維であることを特徴とする請求項１−１１の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項１３】
前記増厚材が、増し打ち厚さを５ｍｍ以上に形成されることを特徴とする請求項１−１２の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強用の高靱性ポリマーセメント。
【請求項１４】
無機主材として、セメントと珪砂を含む粉体を、主成分として水溶性高分子を含む水溶性エマルションに調合して所定時間、混練する工程と、之に混和材料として高炉スラグ微粉末と、二水石膏と、高性能ＡＥ減水剤とを所定割合調合して混練するとともに、短繊維を混入して分散する工程と、を有して製造された高靱性ポリマーセメントをコンクリート躯体の断面修復材、または増厚材として用いることを特徴とするコンクリート躯体の曲げ補強工法。
【請求項１５】
前記粉体と、前記水溶性エマルションとの混合割合が、３〜５：１．０であり、且つ前記二水石膏の、前記セメント、および高炉スラグ微粉末との結合に対する混合割合が、１０重量％程度、混入されることを特徴とする請求項１４に記載のコンクリート躯体の曲げ補強工法。
【請求項１６】
前記短繊維の、前記セメント、および、前記高炉スラグ微粉末との結合材に対する繊維体積率が、約０．５〜１．５％であることを特徴とする請求項１４または１５に記載のコンクリート躯体の曲げ補強工法。
【請求項１７】
前記水溶性高分子が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体であることを特徴とする請求項１４−１６の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強工法。
【請求項１８】
前記水溶性高分子が、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ＥＶＡ樹脂、水性ビニルウレタン樹脂、水溶性のエポキシ樹脂、ポリサルファイド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポパール樹脂、アルキド樹脂、塩化ビニール樹脂、の重合体、または、それらの共重合体、或いはエステルであることを特徴とする請求項１４−１６の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強工法。
【請求項１９】
前記水溶性高分子が、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、スチレン−ブチレンゴム等の
合成ゴム系ラテックス、または、天然ゴム、或いは、アセチルセルロース、ニトロセルロースであることを特徴とする請求項１４−１６の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強工法。
【請求項２０】
前記ポリアクリル酸、前記ポリメタクリル酸、前記ポリアクリロニトリル、またはそれらのエステル、或いはそれらの共重合体が、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、シクロヘキサンアクリレート、アクリル酸、ポリアクリル酸、アクリル酸エステル、ポリアクリル酸エステル、スチレン、ポリスチレン、メタクリル酸、ポリメタクリル酸、メタクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、アクリロニトリル、ポリアクリロニトリル等からなる重合体、または、それらの２種以上を組み合わせた共重合体であることを特徴とする請求項１７に記載のコンクリート躯体の曲げ補強工法。
【請求項２１】
連続する炭素繊維、ガラス繊維等の無機繊維により形成されるシート、プレート、ロッド、或いは、鉄筋等のうちの何れかが補強部材として、前記コンクリート躯体の外側面に添設され、該補強部材、または／および前記コンクリート躯体には曲げ補強用の前記高靱性ポリマーセメントが塗布されるか、または、吹き付けるか、打設されることにより固着して補強を行うことを特徴とする請求項１４−２０の何れかに記載のコンクリート躯体の曲げ補強工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２００９−２０３１０６（Ｐ２００９−２０３１０６Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４６４９１（Ｐ２００８−４６４９１）
【出願日】平成２０年２月２７日（２００８．２．２７）
【出願人】（５０８０６１３０９）株式会社フジコンケミカル (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２７日（２００８．２．２７）
【出願人】（５０８０６１３０９）株式会社フジコンケミカル (1)
【Ｆターム（参考）】
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