加圧式浸透装置
【課題】効率的にアルカリケイ酸塩浸透材をコンクリートに浸透できると共に、横向き施工又は上向き施工においてはアルカリケイ酸塩浸透材の無駄が生じにくい加圧式浸透装置を提供する。
【解決手段】
加圧式浸透装置９００は、側部が蛇腹状をなし弾性変形する袋状容器１００と、袋状容器１００の袋底部１０１に設けられ剛性を有し袋状容器１００の内容積を縮小するために押圧される加圧プレート３００とを有する。開口縁が内側に向けて曲成されその縁部が前記開口縁に向けて肉薄になるように肉厚が変化する袋状容器１００の肉薄部１１０が、吸水材２００に含有されるアルカリケイ酸塩浸透材の漏れを防ぐ。
【解決手段】
加圧式浸透装置９００は、側部が蛇腹状をなし弾性変形する袋状容器１００と、袋状容器１００の袋底部１０１に設けられ剛性を有し袋状容器１００の内容積を縮小するために押圧される加圧プレート３００とを有する。開口縁が内側に向けて曲成されその縁部が前記開口縁に向けて肉薄になるように肉厚が変化する袋状容器１００の肉薄部１１０が、吸水材２００に含有されるアルカリケイ酸塩浸透材の漏れを防ぐ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの劣化を防止するアルカリ珪酸塩浸透材を、効率的にコンクリートに加圧浸透させるための加圧式浸透装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート構造物の劣化は、地震力及び荷重等の外力によるものを除けば、コンクリート自体の劣化と鉄筋の腐食によるものである。それらを原因又は症状に基づいて分類すると、（１）中性化、（２）塩害、（３）硫酸塩浸食、（４）凍害、（５）アルカリ骨材反応のようになり、現実に起こる劣化はこれの複数原因又は症状が同時に進行する。
【０００３】
これらの劣化は、全て、水を媒体にした物理・化学反応である。いわゆる生コンクリートは余剰の水分を含んでいるが、凝固乾燥とともに、セメント硬化体に化学的に取り込まれた水分及びセメント硬化体を構成するいわゆるＣ−Ｓ−Ｈゲルの中に捕捉又は吸着されたゲル水以外の水分は漸次蒸発し乾燥状態になる。このＣ−Ｓ−Ｈゲルは、セメントの水和反応によって生成するコンクリートの主要強度成分であり、単純な化学式では表せないが、３ＣａＯ・２ＳｉＯ２・３Ｈ２Ｏが近いとされている。天然に存在する鉱物であるトベルモライトに近い構造を持つといわれている。
【０００４】
雨水又は海水が吸水又は透水（圧力を伴う）という形で、コンクリート内部に侵入する際、種々の有害な物質を伴うので、内部の物質との間で劣化化学反応を引き起こす。また、それだけではなく、元々内部に存在している物質間（乾燥状態では安定していたにも拘わらず）での有害な化学反応が、水を媒体にして励起されたり、活性化される。
【０００５】
従って、外部からの水の侵入を防止するか、又は大巾に減少させることにより、コンクリート内部を乾燥状態に保てれば、劣化の進行を止めるか、又は大巾に減少させることができる。
【０００６】
コンクリートの吸水及び透水を防止してコンクリートを保護するための一般的な方法は、その表面を防水施工するか、又は仕上げ（塗装、吹付け、金属パネル、タオル等）加工を施す方法である。
【０００７】
例えば、特許文献１には、珪酸ナトリウムを主成分とした無機質浸透性防水剤をコンクリートに塗布又は注入して、乾燥後に散水を数回繰り返すことによってコンクリートに浸透させる技術が記載されている。
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の技術は、コンクリートに浸透させるため、塗布又は注入して乾燥させたのち、乾燥及び散水を５〜７時間待ちながら少なくとも３回繰り返す必要があり、作業が非常に煩雑で、長時間を要するという問題点がある。
【０００９】
特許文献２には、珪酸ソーダと珪酸カリとをモル比で１：１に混合し、更に水酸化ナトリウムを添加したコンクリート改質材が提案されており、水酸化ナトリウムの添加量を調節することによってゲル化の速度を調節する技術が記載されている。
【００１０】
しかし、特許文献２記載の技術は、コンクリートとカルシウムとの反応を促進させるために散水を行う必要があり、作業性が良いとは言えない。
【００１１】
特許文献３には、硝酸カルシウム水溶液を、アルカリ珪酸塩浸透材と相前後してコンクリートに浸透させることにより、コンクリートの半固体ゲル化反応を促進してコンクリートの劣化を防止する技術が記載されている。
【００１２】
アルカリ珪酸塩浸透材は、ナトリウム珪酸塩溶液又はナトリウム珪酸塩とカリウム珪酸塩の混合溶液を主成分とし、他に少量の特殊金属酸化物を含むものである。
【００１３】
コンクリートの骨材以外の部分であるセメント硬化体は多孔質の固体ゲルであり、０．０１μｍ〜数μｍの範囲の空隙を持ち、これは毛細管空隙と呼ばれる。この空隙は、セメントの水和反応によって生成したＣ−Ｓ−Ｈゲル間に残った余剰水が水和の終結と共に徐々に蒸発して空隙化したものである。コンクリート内部には、毛細管空隙の他に、（１）ひび割れ又は凝結時の分離沈降によって生じた空隙、（２）ＡＥ材使用による気泡（数１０μｍ〜１０００μｍ）、（３）ゲル空隙（１ｎｍ〜４ｎｍ）がある。この（１）の空隙は漏水の原因となるものであるが、この空隙は、毛細管空隙より遙かに大きく、アルカリ珪酸塩のゲル化反応では対処できない。通常、シール材又はエポキシ樹脂の注入により補修される。但し、ヘアークラックとよばれる０．１ｍｍ幅以下の空隙であれば、アルカリ珪酸塩浸透材でも対処可能である。また、（２）は独立気泡であり、（３）に含まれる水はゲルに強く拘束されていて、共に劣化化学反応には関与しない。
【００１４】
コンクリート内部には、主要強度成分であるＣ−Ｓ−Ｈゲルの他に、多量（セメント量の約１／３）の水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）２の結晶が存在し、その一部（溶解度０．１８ｇ／１００ｇＨ２Ｏ）は毛細管空隙内で溶解している。また、セメント中には当初からアルカリ分（酸化ナトリウムＮａ２Ｏ、酸化カリウムＫ２Ｏ）が含まれるので、毛細管空隙中に水分が存在すると、ナトリウムイオンＮａ＋、カリウムイオンＫ＋、水酸化物イオンＯＨ−及びカルシウムイオンＣａ２＋が溶解し、本来は強塩基性（ｐＨ１２．５〜１３．５）である。
【００１５】
毛細管空隙にアルカリ珪酸塩が浸透すると、それが溶液中のカルシウムイオンを取り込んでガラス質の半固体ゲルに変化する。このゲルは水分の多い環境下では、充分な水分（ゲル水）を吸収して体積を増し、空隙を塞ぐ。この状態では、液体及び気体の出入りが遮断される。一方、乾燥時（ゲル水は通常の遊離水よりも蒸発しにくい）には、乾燥ゲルとなって体積が減少し、気体（酸素、二酸化炭素、水蒸気）はある程度、流通する。
【００１６】
このような性質を利用して、水及び海水の侵入を防止又は抑制し、それによってコンクリートの劣化の進行を遅らせ、延命を図るのに使われるのがアルカリ珪酸塩浸透材である。
【００１７】
アルカリ珪酸塩浸透材は、コンクリート内で生成する半固体ゲル（カルシウムアルカリ珪酸塩）が、セメント又はガラスと似た組成（酸化珪素、酸化カルシウム、酸化アルカリ）で、全て無機質であり、紫外線又は温度変化による経年変質がほとんどないという長所がある。また施工後もコンクリート表面の外観にほとんど変化がない。よって、材齢の若いコンクリートであれば、本来の肌理及び色を長期間にわたり保つことができる。
【００１８】
そして、一般の防水のように薄い被膜による防水ではなく、ある厚さ（コンクリートの密実さによって数ｃｍ〜１０ｃｍ）に広がった防水性のある層を形成するので、表面での機械的摩耗及び引っかき傷には強い。また、コンクリートの背面からの水圧をともなった透水（建物地中壁、地下ピット、擁壁、トンネル、水槽等）に対して、補修手段として極めて有効である。
【００１９】
一般的なアルカリケイ酸塩浸透材の施工要領では、下向き施工（床施工）の場合、散布器等を使用して、床の上に厚み０．３〜１．０ｍｍで散布される。また、横向き施工（壁施工）及び上向き施工（天井施工）の場合は、ローラ等を使用して、壁又は天井に塗布される。
【００２０】
コンクリートの表面から内部への液の浸透は、物理的には、濡れと圧入の二つの現象によるものと考えられる。濡れによる浸透は、加圧の無い状態で、コンクリートの表面エネルギーと液の表面エネルギー（＝表面張力）とのせめぎ合いによってコンクリート表面を濡らし、その一部が毛細管空隙に浸透することである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特許第２９３７３０９号公報（第２頁）
【特許文献２】特開２００２−２３９５２３号公報（第２〜３頁）
【特許文献３】特開２００８−１６９０６８号公報（第７頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかし、一般的なアルカリケイ酸塩浸透材の施工要領では、下向き施工の場合、濡れと散布厚に相当する僅かの圧力（重力）による浸透が行われているところ、アルカリケイ酸塩浸透材のコンクリートへの浸透の程度が不十分である。これでは、アルカリケイ酸塩浸透材がコンクリートの深部へ浸透せず、劣化防止効果が不十分となる問題点がある。また、横向き施工又は上向き施工の場合においては、ローラ等を用いる濡れによる浸透が行われるところ、アルカリケイ酸塩浸透材のコンクリートへの浸透の程度が不十分であることに加えて、施工時に、ローラ等からアルカリケイ酸塩浸透材が垂れることがあり、アルカリケイ酸塩浸透材の一部が無駄になるため、コスト面での問題点が生じていた。
【００２３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、効率的にアルカリケイ酸塩浸透材をコンクリートに浸透できると共に、横向き施工又は上向き施工においてはアルカリケイ酸塩浸透材の無駄が生じにくい加圧式浸透装置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】
【００２４】
本発明に係る加圧式浸透装置は、開口縁が内側に向けて曲成されその縁部が前記開口縁に向けて肉薄になるように肉厚が変化し、側部が蛇腹状をなし弾性変形する袋状容器と、前記袋状容器の内部に充填され、吸水性を有し圧縮されて排水する吸水材と、前記袋状容器の袋底部に設けられ剛性を有し前記袋状容器の内容積を縮小するために加圧される加圧プレートとを有することを特徴とする。
【００２５】
この場合において、前記吸水材は、スポンジ状の多孔性弾性体であることが好ましい。
【００２６】
また、前記吸水材は、繊維を織らずに絡み合わせた不織構造体又は不織布を積層させた積層不織布構造体であることが好ましい。
【００２７】
また、前記袋状容器の開口部の外側に、突出するように均等間隔で形成された複数の第１蝶番軸受けと、前記加圧プレートの側面に、突出するように均等間隔で形成された複数の第２蝶番軸受けと、開き角度が一定値以下に制限されており、前記第１蝶番軸受けと前記第２蝶番軸受けとを接続する複数の蝶番ヒンジとを有する蝶番ユニットを有することが好ましい。
【００２８】
また、一方の端部が前記加圧プレートに当接固定される加圧シャフトと、前記加圧シャフトの他方の端部に設けられるハンドルとを有し、前記ハンドルを加圧することにより、前記加圧シャフトが前記加圧プレートを加圧することが好ましい。
【００２９】
また、一方の端部が前記加圧プレートに当接固定される複数本の加圧シャフトと、前記複数本の加圧シャフトの他方の端部に設けられるハンドルと、前記複数本の加圧シャフトを水平方向にスライド自在に支持する半円断面柱体の複数のシャフト受けと、前記複数のシャフト受けを支持する支柱と、前記支柱に設けられ水平方向に突出する定滑車と、一方の端部が前記ハンドルに取り付けられ、中間部が前記定滑車に巻掛され、他方の端部に錘が吊下られるワイヤーと、前記支柱を支持する支持台とを有することが好ましい。
【００３０】
また、上述の場合において、前記錘を支える錘支持板と、前記錘支持板を上下方向に移動させる錘支持板移動部とを有することが好ましい。
【００３１】
また、一方の端部が前記加圧プレートに当接固定される複数本の加圧シャフトと、前記複数本の加圧シャフトの他方の端部に設けられるハンドルと、前記複数本の加圧シャフトを水平方向にスライド自在に支持する複数の半円断面柱体のシャフト受けと、前記複数のシャフト受けを支持する支持体と、前記支持体に設けられ水平方向に突出する定滑車と、一方の端部が前記ハンドルに取り付けられ、中間部が前記定滑車に巻掛され、他方の端部に錘が吊下られるワイヤーと、同心円周上に均等間隔に設けられた複数の吸盤と、複数の連結軸が前記同心円の中央から放射状に配置されて前記複数の吸盤を連結する連結軸体と、前記連結軸体と前記支持体とを直結する結合体とを有することが好ましい。
【００３２】
また、更に、溶液を貯留する液槽と、前記吸水材に前記溶液を導入する導入パスと、前記吸水材に含まれる溶液を排出する排出パスとを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、袋状容器の内部に充填された吸水材にアルカリケイ酸浸透材を含ませ、袋状容器の開口部に形成された肉薄部を浸透対象となるコンクリートに対して押し付け、加圧プレートを加圧することにより吸水材を押しつぶして、吸水材からアルカリケイ酸塩浸透材を絞り出すことにより、簡単な動作により、浸透対象となるコンクリート中に重力の方向に関係無く加圧浸透させることができる。また、袋状容器の開口縁が内側に向けて曲成されるようにして形成され、その縁部は開口縁に向けて肉薄になるように肉厚が変化して肉薄部を構成するから、肉薄部を浸透対象となるコンクリートに対して押し付けることで肉薄部がコンクリートに密着して、アルカリケイ酸塩浸透材が漏れにくく、コスト面において有利である。特に、横向き施工又は上向き施工の場合は、従来のローラーによる塗布施工と比較すると、無駄となるアルカリケイ酸塩浸透材が発生しにくいため、コスト面において非常に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）,（ｂ）は本発明の第１実施形態の加圧式浸透装置を示した断面図であり、（ａ）は第１実施形態の加圧式浸透装置本体を示した断面図であり、（ｂ）は加圧式浸透装置の肉薄部を示した断面図である。
【図２】（ａ）,（ｂ）は本発明の第１実施形態の加圧式浸透装置を示した断面図であり、（ａ）は圧力をかけてアルカリケイ酸塩浸透材をコンクリートに浸透させる状態を示した断面図であり、（ｂ）は肉薄部がアルカリケイ酸塩浸透材の漏れを防止する状態を示した断面図である。
【図３】セメントペースト硬化体中の各成分の体積関係を示す説明図である。
【図４】コンクリートへの浸透深さと浸透液の空隙充填率との関係を説明する説明図である。
【図５】（ａ）,（ｂ）は蝶番ユニットで袋状容器を補強した第２実施形態の加圧式浸透装置を示した断面図であり、（ａ）は第２実施形態の加圧式浸透装置本体を示した断面図であり、（ｂ）は第２実施形態の加圧式浸透装置本体を底部から示した底面図である。
【図６】第２実施形態の加圧式浸透装置に圧力をかけてアルカリケイ酸塩浸透材をコンクリートに浸透させる状態を示した断面図である。
【図７】隅角部を丸められた断面四角の袋状容器を有する加圧式浸透装置を底部から示した底面図である。
【図８】（ａ）,（ｂ）はハンドルにて加圧する第３実施形態の加圧式浸透装置を示した側面図であり、（ａ）は第３実施形態の加圧式浸透装置本体を側面から示した側面図であり、（ｂ）は底部から示した底面図である。
【図９】（ａ）,（ｂ）は支柱及び支柱台を有する第４実施形態の加圧式浸透装置を示した側面図であり、（ａ）は第４実施形態の加圧式浸透装置本体を側面から示した側面図であり、（ｂ）は底部から示した底面図である。
【図１０】第４実施形態の加圧式浸透装置を使用する際の様子を示した説明図である。
【図１１】支持体に設けられた定滑車が進退移動する加圧式浸透装置の変形例を示した側面図である。
【図１２】（ａ）,（ｂ）は施工面に加圧式浸透装置を取り付けるための吸盤を有する第５実施形態の加圧式浸透装置を示した側面図であり、（ａ）は第５実施形態の加圧式浸透装置本体を側面から示した側面図であり、（ｂ）は底部から示した底面図である。
【図１３】第５実施形態の加圧式浸透装置を使用する際の様子を示した説明図である。
【図１４】溶液を貯留する液槽を有する第６実施形態の加圧式浸透装置を示した説明図である。
【図１５】錘を支持する錘支持装置を有する第７実施形態の加圧式浸透装置を示した説明図である。
【図１６】（ａ）,（ｂ）は錘支持装置の構造を説明する説明図であり、（ａ）は錘支持装置を上下させる機構を説明する説明図であり、（ｂ）は錘支持装置を支柱に取り付ける構造を説明する説明図である。
【図１７】作業台が並設された第９実施形態の加圧式浸透装置を示した側面図である。
【図１８】液体の加圧浸透試験の装置を示した断面図である。
【図１９】被験液が水の場合の浸透量を示す実験結果である。
【図２０】被験液がアルカリケイ酸塩浸透材の場合の浸透量を示す実験結果である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
（第１実施形態）
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。図１（ａ）は、加圧式浸透装置本体を示した断面図であり、図１（ｂ）は、加圧式浸透装置の肉薄部を拡大して示した断面図である。図２（ａ）は、圧力をかけてアルカリケイ酸塩浸透材をコンクリートに浸透させる状態を示した断面図であり、（ｂ）は肉薄部がアルカリケイ酸塩浸透材の漏れを防止する状態を示した断面図である。
【００３６】
本実施形態に係る加圧式浸透装置９００は、図１（ａ）に示すように、袋状容器１００と、袋状容器１００の内部に充填される吸水材２００と、袋状容器１００の袋底部に設けられる加圧プレート３００とを有する。
【００３７】
袋状容器１００は袋底部１０１と、蛇腹状の側部と、上端の開口部１０２とから構成されている。この袋状容器１００は、伸縮性を有し且つ気密性を有する材料で形成されており、例えば、ポリウレタンゴム若しくはクロロプレンゴム等の高分子ゴム製で形成され、加圧により縮小し且つ弾性により伸張する。袋状容器１００の大きさは、特に限定されるものではないが、例えば直径が４０〜１２０ｃｍ、高さが５〜１０ｃｍ、厚みが０．１〜０．３ｃｍとすることができる。
【００３８】
図１（ｂ）に示すように、袋状容器１００の開口部１０２は、袋状容器１００の開口縁が内側に向けて曲成されるようにして形成されており、その縁部は、開口縁に向けて肉薄になるように肉厚が変化して肉薄部１１０を形成している。
【００３９】
吸水材２００は、吸水性を有し且つ圧縮することにより排水性を有する材質であれば使用することができ、例えばスポンジ状の多孔性弾性体を用いることができる。スポンジ状の多孔性弾性体は、特に限定されるものではないが、例えば、メラミン樹脂を用いた緻密且つ空孔率の高い軟質フォームを材質として用いることができる。
【００４０】
また、吸水材２００としては、例えば、繊維を織らずに絡み合わせた不織構造体又は不織布を積層させた積層不織布構造体を用いることも可能である。不織構造体は、例えば、１５〜１００ｎｍ程度の短い繊維を所定の形状に固めて第１次成形体を作成して、その第１次成形体を接着剤等で所定形状に固めて製造することができる。積層不織布構造体は、例えば、複数枚の不織布を積層させて積層体を形成し、その積層体を接着材等で固めて製造することができる。
【００４１】
加圧プレート３００は、一方の主面が袋状容器１００の袋底部１０１に当接するように取り付けられている。加圧プレート３００は、剛性を有する材料で形成されており、特に限定されるものではないが、例えば硬質ポリプロピレン等により形成される。
【００４２】
次に、第１実施形態に係る加圧式浸透装置９００の使用態様について説明する。まず、袋状容器１００に充填されている吸水材２００に、アルカリケイ酸塩浸透材を吸収させる。
【００４３】
アルカリケイ酸塩浸透材は、ナトリウム珪酸塩溶液又はナトリウム珪酸塩とカリウム珪酸塩の混合溶液を主成分とするものであり、その他に少量の特殊金属酸化物を含有する。
【００４４】
次に、図１（ａ）で矢印Ａ１にて示すように、袋状容器１００の開口部１０２を浸透対象となるコンクリート５００に向ける。
【００４５】
そして、図２（ａ）で矢印Ａ２にて示すように加圧プレート３００を加圧して、袋状容器１００の開口部１０２を浸透対象となるコンクリート５００に対して押し付ける。これにより、矢印Ａ３で示すように、吸水材２００に含まれていたアルカリケイ酸塩浸透材が圧力を受けてコンクリート５００に効率的に浸透する。なお、加圧とは、加圧プレート３００によってコンクリート等の浸透対象表面に接する袋状容器１００と吸水材２００とに加えられる力の作用である。
【００４６】
ここで、浸透対象となるコンクリート５００の表面には多少の凹凸が存在するが、肉薄部１１０は先細り形状であるから、袋状容器１００の開口部をコンクリート５００に対して押し付けることで、肉薄部１１０はコンクリート５００の表面に密着する。そのため、肉薄部１１０とコンクリート５００との間に隙間が生じにくく、図２（ｂ）で矢印Ａ４にて示すように、アルカリケイ酸塩浸透材が漏れにくい。
【００４７】
次に、カルシウムイオンを含有する水溶液を袋状容器１００に充填させ、図２（ａ）で示すように、アルカリケイ酸塩浸透材と同様に、コンクリート５００に対して浸透させる。アルカリケイ酸塩浸透材のゲル化に必要なカルシウムイオンは、コンクリート内部のカルシウムイオンを利用するものが主であるが、外部から別に供給するほうがよい。なぜならば、コンクリート内部のカルシウムイオンは、水酸化カルシウムの溶解によるもので、それを消費することはコンクリート自体の中性化を促進してしまうからである。
【００４８】
カルシウムイオンの供給源となる物質（カルシウム塩）としては、充分に水溶性であること、次にゲル化後に残る物質（主として陰イオン）がコンクリート及び鉄筋に有害でないこと、更には大量に使用する上で高価でないことの三つの条件を満たす必要がある。これらを満足し、かつ入手しやすい物質として硝酸カルシウム及び塩化カルシウム等がある。
【００４９】
このうち、塩化カルシウムは、濃度の制約がある、即ち、ゲル化反応後に残る塩化物イオン（Ｃｌ−）は、ある濃度（一般に、１．２ｋｇ／ｍ３（コンクリート）といわれている）を超すと、鉄筋を腐食から守っている不働態（酸化）皮膜を破壊し、溶存酸素と協働して腐食させる可能性がある。このため、日本工業規格では、コンクリート中の塩化物イオン（Ｃｌ−１）量を、０．３０ｋｇ／ｍ３以下と０．６０ｋｇ／ｍ３以下の二段階で規制している。
【００５０】
以上の理由から、塩化カルシウムの適用範囲が限られる。即ち、材齢の若いコンクリート（ｐＨ≧１２）及び中性化の初期段階（ｐＨ＝１１．５乃至１２）では、規制値の範囲内でのゲル化が可能であるが、中性化の最終段階（ｐＨ≦９．２前後）では、ゲル化に必要なカルシウムイオンは全て外部から供給してやる必要がある。
【００５１】
コンクリート中には、細骨材に海砂が使用された場合には、多少とも除塩後の残留塩分が含まれており、また海中又は海岸の構造物では、雨風と共に、塩分がコンクリート内部に持ち込まれる。従って、外部から供給される塩化カルシウムによる塩化物イオン量が規制値内であっても、全体的には、塩化物イオン量が規制値を超える可能性がある。
【００５２】
このような塩化カルシウムの濃度上の制約に対し、硝酸カルシウムＣａ（ＮＯ３）２の場合は、コンクリート及び鉄筋に害を及ぼす虞がなく、例えば、［Ｃａ］／［Ｓｉ］が０．９程度の高濃度でコンクリートに浸透させることができる。従って、カルシウムイオンを含有する水溶液は、硝酸カルシウム水溶液を使用する。
【００５３】
硝酸カルシウムは濃度が増しても害がない。酸としての硝酸は強酸であり、コンクリートを激しく侵食するが、塩である硝酸カルシウムにはそのような毒性はない。［Ｃａ］／［Ｓｉ］が０．０８乃至０．９０の濃度では、コンクリートに浸透しても、殆ど無害であるばかりか、硝酸イオンは酸化作用を有するので、むしろ鉄筋の不働態皮膜（酸化被膜）の維持には、良い効果をもたらす。硝酸カルシウムＣａ（ＮＯ３）２は、純度が高いものは、火工品の原料として使用される危険物であるが、純度が低い粗硝酸カルシウムは、硝酸石灰とも呼ばれ、肥料に使用され、水に良く溶け、価格も安い。
【００５４】
コンクリート５００内に浸透したアルカリケイ酸塩浸透材は、カルシウムイオンと式１で示す反応により結合（ゲル化）が生じる。
【００５５】
【化１】
【００５６】
生成したゲルは化学的に極めて安定であり、その組成はコンクリートの主成分Ｃ−Ｓ−Ｈに類似している。この生成したゲルがコンクリート中の毛細管空隙を埋めることにより、コンクリートの劣化進行が抑制される。本発明によれば、加圧によってアルカリケイ酸塩浸透材及び硝酸カルシウムの浸透量、従って浸透深さを高めることができ、その結果コンクリートの劣化進行を効率的に抑制できると共に、仮に天井面若しくは横壁面に対する浸透施工であっても肉薄部１１０がアルカリケイ酸塩浸透材の漏れを防止するので、コスト面でも優れる。
【００５７】
種々の化学物資の溶液若しくはコロイド等をコンクリートに浸透させて、コンクリートの表面に近い部分の性質を改善する試みが行われているが、コンクリート内部の空隙の径は極めて小さく数μｍ以下であり、浸透は容易ではない。水和反応によってセメントゲルが生成すると、それに化学的に組み込まれた水は圧縮されて体積減少が起こる。当初の体積の（セメントの体積＋水和反応にあずかる水の体積）の約１０％の減少が生じる。この減少を水和収縮というが、フレッシュコンクリートが流動性を保っている間に起こる水和収縮は、全体の体積が減少するだけであるが、凝結が終わり流動性を失うと、その後の体積減少は、大部分は内部空隙の発生という形で吸収され、ごく一部は外形体積の減少（収縮）をもたらす。これをコンクリートの自己収縮と呼ぶ。生じた内部空隙は当初水で満たされているが、水和反応の進行に伴ってこの空隙内の水も水和反応に使用されて次第に減少していく。残り少なくなると水膜の表面張力によって空隙壁面に対する収縮力が発生する。更に、水和反応がほぼ終了した後も、空隙（毛細管空隙）内の水分の蒸発は続くので、この収縮力は持続して外形体積の減少をもたらす。これを乾燥収縮と呼ぶ。実際のコンクリートの場合では、水量として水和反応に要する以上の量を加えている。これはセメントと水との練り混ぜがミクロ的には不完全であり、水和反応を完全に行わせるには余剰の水が必要であることと、フレッシュコンクリートを型枠に十分に流し込むにはある程度の流動性が求められるからである。
【００５８】
図３は、水／セメント比（Ｗ／Ｃ）＝０．５の場合、１ｇのセメント（実質０．３２ｃｍ３）と０．５ｇの水との水和反応によって生じるセメントペースト硬化体の体積と、空隙（毛細管空隙とゲル空隙とがある）の体積との関係を示すものである。なお、１ｇのセメントの水和反応に要する水の量は、０．２３ｇ（０．２３ｃｍ３）である。セメントに加えられた水は、硬化後に三つに分かれる。まず、硬化体に化学的に組み込まれた水和水、次に反応に関わることなく毛細管空隙に残る余剰水、その中間的存在であるゲル水である。ゲル水はセメント粒子と化学的に結合はしていないが、ゲルの層間に拘束された状態の水で、水和反応に加わることなく、移動が制約されている。常温ではほとんど蒸発せず、１００℃以上に加熱して初めて蒸発する。その空隙（ゲル空隙）に外部からの液が浸透することはない。その量はセメント量の約１５％で、硬化体の中でかなりの体積割合を占めている。「コンクリート構造物のマテリアルデザイン（オーム社）」には（Ｗ／Ｃ）＝０．５の場合、全毛細管空隙量は、セメントペースト硬化体１ｃｍ３あたり０．２９ｃｍ３／ｃｍ３である測定結果が掲出されている。一方、図３の硬化体モデルでは、同量は、（０．１２＋０．０５）／（０．５＋０．１５＋０．１２＋０．０５）＝０．２１ｃｍ３／ｃｍ３である。なお、一般には、径１〜３ｎｍをゲル空隙、５ｎｍ〜数ｎｍを毛細管空隙（細孔）としている。
【００５９】
１０ｎｍ以下の空隙には、高分子コロイドの場合、分子の大きさからいって浸透はほとんどが不可能と思われる。また単分子溶液（電解質溶液も含む。）でも、溶媒である水の表面張力に妨げられて浸透は困難である。（Ｗ／Ｃ）＝０．５の場合、コンクリート調合として標準的調合を採用すると、砂：１．２ｍｍ以下、砂利：２０ｍｍ以下として、重量調合はフレッシュコンクリート１ｍ３あたり、水：１９０ｋｇ／ｍ３、セメント：３８０ｋｇ／ｍ３、砂：５７７ｋｇ／ｍ３、砂利：１１８８ｋｇ／ｍ３となる。そして、外形体積の減少による収縮量は１０−３のオーダーであるから無視することができ、図３によれば、水和生成物体積の実質体積：０．５×３８０＝１９０リットル／ｍ３、ゲル水：０．１５×３８０＝５７リットル／ｍ３、毛細管空隙：（０．０５＋０．１２）×３８０＝６４．６リットル／ｍ３（０．０６５ｃｍ３／ｃｍ３）である。即ち、上記の調合のコンクリートの毛細管空隙率は６．５％である。
【００６０】
浸透液が空隙内に浸透するということは、空隙内の空気若しくは水を追い出しつつ、置き換わることである。その過程で１００％追い出すことは不可能であり、液の空隙充填率も内部ほど低くなると考えられる。そこで、図４に示すように、コンクリート表面の最大充填率を８０％とし、内部に向かって低減していく状態を仮定した上で、５０％のところまでを浸透深さと定義する。そうすると平均充填率は、（８０＋２×７５＋２×６５＋５０）／６＝６８．３（％）である。従って、浸透量Ｓ（ｍｍ／ｃｍ２）に対する深さＤ（ｍｍ）は、Ｄ＝Ｓ／（０．０６５×０．６８３）＝２２．５Ｓとなり、浸透量（浸透厚さｍｍ／ｃｍ２）の約２３倍が浸透深さと考えられる。この計算式を用いれば、例えば後述の実施例にてコンクリート標準試験体に直管付きガラスロートを立設して浸透試験を行うが、コンクリートを破壊することなく浸透深さを概算することができる。
【００６１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について具体的に説明する。図５（ａ）は、第２実施形態の加圧式浸透装置本体を示した断面図であり、図５（ｂ）は、第２実施形態の加圧式浸透装置の底面図である。図６は、第２実施形態の加圧式浸透装置の使用態様を説明する断面図である。図７は、断面四角の袋状容器を有する加圧式浸透装置を底部から示した底面図である。
【００６２】
吸水材２００にアルカリケイ酸塩浸透材が含有されると増加した重量の影響により、袋状容器１００の形状が歪む可能性がある。袋状容器１００の形状が意図しない形状に歪むと、対象のコンクリート５００にアルカリケイ酸塩浸透材を正確に浸透させにくくなり、作業効率が低下する。そこで、第２実施形態に係る加圧式浸透装置９００では、図５（ａ）に示すように、蝶番ユニット４００を有する。蝶番ユニット４００は、複数の第１蝶番軸受け４１１と、複数の第２蝶番軸受け４１２と、第１蝶番軸受け４１２と第２蝶番軸受け４１２とを接続する複数の蝶番ヒンジ４２０とを有する。蝶番ヒンジ４２０の開き角度θは、例えば１２０度等の一定値以下に制限されている。図５（ｂ）に示すように、第１蝶番軸受け４１１は、袋状容器１００の開口部１０２の外側に、突出するように均等間隔で形成されている。同様に、第２蝶番軸受け４１２も、加圧プレート３００の側面に、突出するように均等間隔で形成されている。
【００６３】
次に、第２実施形態に係る加圧式浸透装置９００の使用態様について説明する。第１実施形態で説明した使用形態と同様に、まず吸水材２００にアルカリケイ酸塩浸透材を吸収させ、次に図５（ａ）で矢印Ａ１にて示すように袋状容器１００の開口部１０２を浸透対象となるコンクリート５００に向け、そして図６で矢印Ａ２にて示すように加圧プレート３００を加圧して、袋状容器１００の開口部１０２を浸透対象となるコンクリート５００に対して押し付ける。
【００６４】
本実施形態では、上述の第１実施形態に係る発明の効果に加えて、蝶番ユニット４００により袋状容器１００を均等間隔で支持しているから、袋状容器１００の形状が歪みにくく、そのため、浸透対象のコンクリート５００にアルカリケイ酸塩浸透材を正確に浸透できる。更には、本実施形態では、蝶番ユニット４００により袋状容器１００を均等間隔で支持しているから、比較的撓みやすい材質で袋状容器１００を製造することでき、加圧式浸透装置９００の材料選択の幅が広がる。
【００６５】
なお、上述の実施形態では、袋状容器１００の形状は略円筒形状のものとしたが、この形状に限定されることはなく、吸水材２００に含有させるアルカリケイ酸塩浸透材の質量、袋状容器１００の使用し易さ等に応じて、種々の形状を使用することができる。例えば袋状容器１００の形状は、断面楕円の筒状形状とすることができるし、また図７に示す断面形状のように、角柱体等とすることもできる。角柱体の断面の形状も隅角部を丸められた（隅角部をアール形状にした）正方形、長方形、菱形等の種々の形状を使用することができる。
【００６６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について具体的に説明する。図８（ａ）は、第３実施形態の加圧式浸透装置本体を示した断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）における８ｂ−８ｂ一点鎖線における断面図である。
【００６７】
図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係る加圧式浸透装置９００は、加圧シャフト３１０と、ハンドル３２０とを有する。加圧シャフト３１０の一方の端部は加圧プレート３００に当接固定されている。加圧シャフト３１０の他方の端部はハンドルに取り付けられている。加圧シャフトは、同心円状に均等間隔で３本設けられている。
【００６８】
次に、第３実施形態に係る加圧式浸透装置９００の使用態様について説明する。第１実施形態で説明した使用形態と同様に、まず吸水材２００にアルカリケイ酸塩浸透材を吸収させ、次に袋状容器１００の開口部１０２を浸透対象に向ける。そしてハンドル３２０を両手で握り、加圧プレート３００の方向へハンドル３２０を押し付ける。これにより図８（ａ）で矢印Ａ４にて示す方向に加圧プレート３００は加圧され、袋状容器１００の開口部１０２からアルカリケイ酸塩浸透材が浸透対象に対して浸透する。
【００６９】
本実施形態では、上述の第１実施形態に係る発明の効果に加えて、ハンドル３２０を両手で握ることにより操作者の加圧動作を加圧プレート３００に対して伝えやすい。そのため、利便性よく浸透対象にアルカリケイ酸塩浸透材を簡単に浸透できる。更には、加圧シャフト３１０を加圧プレート３００に取付け自在に構成すれば、ハンドル３２０と加圧シャフト３１０とを別途作業現場に輸送させることができ、本実施形態の加圧式浸透装置９００の利便性が向上する。なお、上述の実施形態では加圧シャフト３１０は３本設けているが、この実施形態に限定されることはなく、４本以上設けることも可能である。
【００７０】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について具体的に説明する。図９（ａ）は、第４実施形態の加圧式浸透装置本体を示した断面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）における９ｂ−９ｂ一点鎖線における断面図である。
【００７１】
上述の実施形態においては、人力により加圧プレート３００の加圧動作を行うものであるが、作業現場では人力による加圧動作を要せず、更に簡易に加圧プレート３００の加圧動作を行うものが要請される。そこで、第４実施形態に係る加圧式浸透装置９００では、図９（ａ）に示すように、複数本の加圧シャフト６３１，６３２，６３３と、ハンドル６４０と、複数本の加圧シャフト６３１，６３２，６３３を支持する複数のシャフト受け６２１，６２２，６２３と、支柱６１０と、支柱６１０に設けられる第１定滑車６５１と、ワイヤーＷと、支柱６１０を支持する支持台６７０とを有する。
【００７２】
加圧シャフト６３１，６３２，６３３は、一方の端部が加圧プレート３００の他方の主面に当接固定されている。また、加圧シャフト６３１，６３２，６３３の他方の端部には、ハンドル６４０が取り付けられている。シャフト受け６２１，６２２，６２３は半円断面柱体の形状であり、加圧シャフト６３１，６３２，６３３を水平方向にスライド自在に支持する。支柱６１０は、複数段の柱体から構成されており、例えば第１支柱６１０ａと、第２支柱６１０ｂと、第３支柱６１０ｃとを有する。図９（ｂ）に示すように、第１支柱６１０ａの中腹部には第１支柱分岐６１１ａが設けられている。第１支柱分岐６１１ａは例えば板状体であり、第１支柱６１０ａを貫通して例えば溶接等により固定されている。第１支柱分岐６１１ａの両端部には、夫々シャフト受け６２２，６２３が取り付けられており、また第１支柱６１０ａの頂部にはシャフト受け６２１が取り付けられ、このようにして第１支柱６１０ａは、シャフト受け６２１，６２２，６２３を支持している。第１定滑車６５１は、第１支柱６１０ａに設けられており、水平方向に突出している。また、第２定滑車６５２は第２支柱６１０ｂに設けられており、第１定滑車６５１の下方に位置する。
【００７３】
ワイヤＷはハンドル６４０と錘６６０とを連結する。即ち、ワイヤＷの一方の端部は図９（ａ）及び（ｂ）で示されるように３方向に分岐しており、夫々がハンドル６４０に取り付けられている。３方向に分岐したワイヤＷのハンドル６４０への取付けは種々の形態を利用することができ、例えば３方向に分岐したワイヤＷの先端にフックを設け、対応するハンドル６４０の被取付け箇所にもフックを設ける形態を採用することができる。ワイヤＷの中間部が第１定滑車６５１に巻掛される共に第２定滑車６５２に掛けられている。ワイヤＷの他方の端部には錘６６０が吊下られている。ワイヤＷの錘６６０への取付けも種々の形態を利用することができ、例えばワイヤＷの先端にフックを設け、対応する錘の被取付け箇所にもフックを設ける形態を採用することができる。
【００７４】
支持台６７０は、袋状容器１００、ケイ酸塩浸透材を含有する吸水材２００、ハンドル６４０、支柱６１０、錘６６０等の支持台６７０より上方に設けられる全ての物を安定して支えられると共に、加圧浸透時の被加圧コンクリートからの反力による転倒モーメントにも耐えられるだけの重量と大きさを有する。
【００７５】
次に、第４実施形態に係る加圧式浸透装置９００の使用態様について説明する。
図１０（ａ）に示すように、支持台６７０の上に第３支柱６１０ｃを立設させ、その第３支柱６１０ｃに第２支柱６１０ｂを連結させ、更に第２支柱６１０ｂに第１支柱６１０ａを連結させる。次に、図１０（ｂ）に示す加圧シャフト６３１，６３２，６３３を、矢印Ｂ１で示すように夫々シャフト受け６２１，６２２，６２３に載置する。次に図９（ａ）で矢印Ａ８にて示すように袋状容器１００の開口部１０２を浸透対象となるコンクリート５００に向ける。そして、図９（ａ）に示すように、ワイヤＷの３方向に分岐している先端をハンドル６４０に取り付け、中間部を第１定滑車６５１に巻掛される共に第２定滑車６５２に掛け、ワイヤＷの他方の端部に錘６６０を取り付ける。これにより、図９（ａ）に矢印Ａ５で示すように錘６６０によりワイヤＷが鉛直下方に張力を受け、第１定滑車６５１に巻掛されているワイヤＷが図９（ａ）に矢印Ａ６で示す方向に張力を受け、図９（ａ）に矢印Ａ７で示す方向にハンドル６４０及び加圧シャフト６３１，６３２，６３３が移動し、これにより加圧プレート３００が全加力を受け、袋状容器１００の開口部１０２を浸透対象となるコンクリート５００に対して押し付ける。なお、全加力とは予め指定された錘６６０の重量に基づく加力である。加力とは、錘６６０に働く重力により生じるワイヤＷの張力によって、加圧プレート３００に伝達される加圧シャフトの圧縮力である。
【００７６】
本実施形態では、上述の第１実施形態に係る発明の効果に加えて、人力による加圧動作を要せずに錘６６０の重力により加圧動作を行うので、より加圧動作の省力化を図ることができる。また、支柱６１０は複数段からなる構成であるので、作業現場に到着する前はパーツごとに輸送して、それらを作業現場にて組み立てることで、利便性よく本実施形態の加圧式浸透装置９００を使用できる。更に、支柱６１０を使用することで、高い位置にある浸透対象に対しても容易にアルカリケイ酸塩浸透材を浸透できる。なお、上述の実施形態においては、支柱６１０は、三段の柱体から構成されていたが、このような形態に限定されず、浸透対象の高さに応じて種々の段数に分割構成することができる。
【００７７】
また、上述の実施形態では、第２定滑車６５２は、第１支柱６１０ａに対して固着されているものであったが、図１１にて矢印で示すように、第２定滑車６５２を支える滑車軸６５２１は、第１支柱６１０ａに対して垂直方向に進退自在に構成することも可能である。この変形例によれば、仮に、浸透対象が地面に対して斜めに位置する場合であっても、滑車軸６５２１を第１支柱６１０ａに対して遠ざかる（進む）ように延伸することで、ワイヤＷに吊り下げられている錘６６０が支柱６１０に衝突することを避けることができる。そのため、支柱６１０の破損が起こりにくい。
【００７８】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について具体的に説明する。図１２（ａ）は、第５実施形態の加圧式浸透装置本体を示した断面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）における１２ｂ−１２ｂ一点鎖線における断面図である。
【００７９】
上述の第４実施形態に係る加圧式浸透装置９００は、錘６６０の重力により加圧動作を行うと共に、支柱６１０を用いて高い位置にある浸透対象にアルカリケイ酸塩浸透材を浸透するものであるが、施工可能な高さには限界があり、また壁面が傾斜している場合は、垂直からの傾斜角度（勾配）にも限度がある。高さの限界は約６ｍであり、傾斜勾配の限度は１／５程度である。そこで、第５実施形態に係る加圧式浸透装置９００では、図１２（ａ）に示すように、複数本の加圧シャフト６３１，６３２，６３３と、ハンドル６４０と、複数本の加圧シャフト６３１，６３２，６３３を支持する複数のシャフト受け６２１，６２２，６２３と、支持体６７０と、支持体６７０に設けられる第１定滑車６５１と、ワイヤーＷと、複数の吸盤７１１，７１２，７１３と、複数の吸盤７１１，７１２，７１３を連結する連結軸体７３０と、結合体６８０とを有する。
【００８０】
加圧シャフト６３１，６３２，６３３は、一方の端部が加圧プレート３００の他方の主面に当接固定されている。また、加圧シャフト６３１，６３２，６３３の他方の端部には、ハンドル６４０が取り付けられている。シャフト受け６２１，６２２，６２３は半円断面柱体の形状であり、加圧シャフト６３１，６３２，６３３を水平方向にスライド自在に支持する。支持体６７０は柱形状であり、支持体６７０の中腹部には支持体分岐６７１が設けられている。支持体分岐６１１ａは例えば板状金属体（フラットバー）であり、支持体６７０を貫通して例えば溶接等により固定されている。支持体分岐６７１の両端部には、夫々シャフト受け６２２，６２３が取り付けられており、また支持体６７０の頂部にはシャフト受け６２１が取り付けられ、このようにして支持体６７０は、シャフト受け６２１，６２２，６２３を支持している。第１定滑車６５１は、支持体６７０に設けられており、水平方向に突出している。また、第２定滑車６５２も支持体６７０に設けられており、第１定滑車６５１の下方に位置する。
【００８１】
ワイヤＷはハンドル６４０と錘６６０とを連結する。即ち、ワイヤＷの一方の端部は図１１（ａ）及び（ｂ）で示されるように３方向に分岐しており、夫々がハンドル６４０に取り付けられている。３方向に分岐したワイヤＷのハンドル６４０への取付けは種々の形態を利用することができ、例えば第４実施形態で説明したようにフックにて取り付けることが可能である。ワイヤＷの中間部が第１定滑車６５１に巻掛される共に第２定滑車６５２に掛けられている。ワイヤＷの他方の端部には錘６６０が吊下られている。ワイヤＷの錘６６０への取付けも種々の形態を利用することができ、例えば第４実施形態で説明したようにフックにて取り付けることが可能である。
【００８２】
図１２（ｂ）に示すように、吸盤７１１，７１２，７１３は、後述するように、浸透対象であるコンクリート５００に吸着させるためのものであり、これらは同心円周上に均等間隔に配置されている。図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、連結軸体７３０は、夫々が略Ｌ字形状の連結軸７３１ａ，７３１ｂ，７３１ｃを中央部７３２から放射状に配置して構成され、吸盤７１１，７１２，７１３を連結する。
【００８３】
図１３（ｂ）に示すように、連結軸体７３０の中央部７３２の内部には、雌溝部７３３が形成されている。また、支持体６７０の中腹部に設けられている結合体６８０には雄溝部６８１が形成されている。そして、雌溝部７３３に雄溝部６８１が嵌め込まれることにより、連結軸体７３０と支持体６７０とが直結される。
【００８４】
次に、第５実施形態に係る加圧式浸透装置９００の使用態様の一例について説明する。まず、図１３（ｂ）にて矢印Ｂ３で示すように、吸盤７１１，７１２，７１３を浸透対象であるコンクリート５００に吸着させる。次に図１３（ｂ）にて矢印Ｂ２で示すように、雌溝部７３３に雄溝部６８１を嵌め込ませて、連結軸体７３０と支持体６７０とを直結させる。そして、図１３（ａ）に示すように、加圧シャフト６３１，６３２，６３３を、矢印Ｂ４で示すように夫々シャフト受け６２１，６２２，６２３に載置する。そして、図１２（ａ）に示すように、ワイヤＷの３方向に分岐している先端をハンドル６４０に取り付け、中間部を第１定滑車６５１に巻掛される共に第２定滑車６５２に掛け、ワイヤＷの他方の端部に錘６６０を取り付ける。これにより、図１２（ａ）に矢印Ａ５で示すように錘６６０によりワイヤＷが鉛直下方に張力を受け、第１定滑車６５１に巻掛されているワイヤＷが図１２（ａ）に矢印Ａ６で示す方向に張力を受け、図１２（ａ）に矢印Ａ７で示す方向にハンドル６４０及び加圧シャフト６３１，６３２，６３３が移動し、これにより加圧プレート３００が加圧されて、袋状容器１００の開口部１０２を浸透対象となるコンクリート５００に対して押し付ける。なお、上述の加圧式浸透装置９００の使用態様では、Ｂ３→Ｂ２→Ｂ４の順番で加圧式浸透装置９００を設置したが、このような形態に限定されない。
【００８５】
本実施形態では、上述の第１実施形態に係る発明の効果に加え、人力による加圧動作を要せずに錘６６０の重力により加圧動作を行うので、より加圧動作の省力化を図ることができる。更に、第５実施形態では各パーツに重量を要するものを使用していないので、作業現場に到着する前にパーツごとに輸送して、それらを作業現場にて組み立てることで、利便性よく本実施形態の加圧式浸透装置９００を使用できる。その上、浸透対象であるコンクリート面の傾斜角度に対しても、基本的には制約を受けない長所がある。従って上向きの施工に好適に適用可能である。
【００８６】
なお、浸透対象となるコンクリート５００の表面には凹凸が存在することがあり、そのため吸盤７１１，７１２，７１３が浸透対象面に吸着しにくいことも考えられる。そのため、真空ポンプ装置を使用して、吸盤７１１，７１２，７１３の吸盤内部の空間を減圧させて、浸透対象面に吸盤７１１，７１２，７１３が吸着しやすくさせることも可能である。
【００８７】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について具体的に説明する。図１４は、第６実施形態の加圧式浸透装置本体を示した断面図である。
【００８８】
図１４に示すように、本実施形態に係る加圧式浸透装置９００は、アルカリケイ酸塩浸透材を貯留する液槽８８０と、吸水材２００にアルカリケイ酸塩浸透材を導入する導入パス９１０と、吸水材２００に含まれるアルカリケイ酸塩浸透材を排出する排出パス９２０とを有する。
【００８９】
導入パス９１０は、管路９１３と、ポンプ９１５と、三股管路９１４と、例えば合成ゴム製等の可撓性を有するホース９１２とを有する。三股管路９１４は、吸水材２００に直結する端部９１４ｃと、別の端部９１４ａ及び９１４ｂを有する。ホース９１２は、三股管路９１４の端部９１４ａと管路９１３の他方の端部とを連結する。ホース９１２の長さは、作業現場の状況に応じて適宜設定することができる。管路９１３の一方の端部は、液槽８８０内部に貯留されるアルカリケイ酸塩浸透材に浸漬される。三股管路９１４の端部９１４ａの付近には第１弁９１１ａが設けられ、端部９１４ｂの付近には第２弁９１１ｂが設けられる。また、管路９１３の他方の端部には第４弁９１１ｃが設けられる。ポンプ９１５は管路９１３の第４弁９１１ｃと液槽８８０の中間位置に取り付けられており、液槽８８０に貯留されているアルカリケイ酸塩浸透材を吸引するものである。第４弁９１１ｃは逆止弁であり、アルカリケイ酸塩浸透材の逆流を防止する。
【００９０】
排出パス９２０は、管路９２３と、管路９２４と、例えば合成ゴム製等の可撓性を有するホース９２２とを有する。管路９２４の一方の端部の付近には第３弁９２４が設けられる。ホース９２２は、管路９２４の他方の端部と管路９２３とを連結する。ホース９２２の長さも、作業現場の状況に応じて適宜設定することができる。
【００９１】
次に、第６実施形態に係る加圧式浸透装置９００の使用態様について説明する。加圧プレート３００を加圧して吸水材２００に含有されるアルカリケイ酸塩浸透材を浸透対象に浸透させる際には、第１弁９１１ａ、第２弁９１１ｂ、及び第３弁９２４は閉じられている。そして、浸透対象へのアルカリケイ酸塩浸透材の浸透が一旦終了すると、加圧プレート３００の全加圧状態を維持しながら、第３弁９２４を開く。これにより、吸水材２００に残留していたアルカリケイ酸塩浸透材が、ホース９２２を経由して液槽８８０に排出される。次に、加圧プレート３００への加圧を０にして、吸水材２００をほぼ空気のみが含有される状態にして、次の浸透対象位置に加圧式浸透装置９００を設置させる。次に第３弁９２４を閉じ、第２弁９１１ｂを開き、再び全加力を加えて吸水材２００中の空気を抜く。更に第２弁９１１ｂを閉じ、加力を初期加力にまで軽減してその状態を保つ。なお、ここで初期加力とは、吸水材２００にポンプ９１５によってアルカリケイ酸塩浸透材を充填する際に、袋状容器１００の肉薄部１１０からの液漏れを支障のない程度に抑制するために予め加えられる最小限の加力である。次に、第１弁９１１ａを開き、ポンプ９１５を作動させてアルカリケイ酸塩浸透材の吸水を始める。吸水材２００にアルカリケイ酸塩浸透材が十分に含有されたと判断したらポンプ９１５を停止する。そして第１弁９１１ａを閉じた上で加圧プレート３００に全加力を加えて吸水材２００に含有されるアルカリケイ酸塩浸透材を浸透対象に浸透させる。以上が第６実施形態に係る加圧式浸透装置９００の使用態様の１サイクルである。
【００９２】
本実施形態では、上述の第１実施形態に係る発明の効果に加え、吸水材２００へのアルカリケイ酸塩浸透材の補給がスムーズに行うことができるので、作業効率が格段に向上する。
【００９３】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について具体的に説明する。図１５は、第７実施形態の加圧式浸透装置本体を示した断面図である。
【００９４】
上述の第４実施形態では、浸透作業を行う際はワイヤＷの端部に錘６６０を取付け、浸透作業が終了するとワイヤＷの端部から錘６６０を取り外していたが、錘６６０は例えば３０〜１００キログラム程度の重量を有するものであり、錘６６０の着脱作業は労力を要することがある。そこで、本実施形態に係る加圧式浸透装置９００は、錘６６０を支える錘支持板８５５と、その錘支持板８５５を上下方向に自在に移動させる錘支持板移動部８９５とを有する。
【００９５】
錘支持板移動部８９５は、支柱６１０に設けられる溝部８５１と、溝部８５１と噛み合う一対の内歯車８５３，８５４と、ケース８５２とを有する。錘支持板８５５は、ケース８５２に垂直方向に張り出して取り付けられている。内歯車８５３，８５４を自在に回転させることにより、ケース８５２が上下に移動し、それに伴い錘支持板８５５も上下に移動する。錘支持板８５５の上面には弾性マット８５６が設けられている。弾性マット８５６の材質は特に限定されないが、錘６６０を載置した場合にその厚みが約１／３程度になる弾性を有するものであるならば適宜使用することができ、例えば硬質スポンジ、発泡樹脂、防振ゴムパッド等を使用することができる。
【００９６】
次に第７実施形態に係る加圧式浸透装置９００の使用態様を説明する。まず浸透作業を行わない場合は、ワイヤＷ及び錘６６０を取り付けたままにして、錘支持板移動部８９５を上方向に移動させて錘６６０を上方向に移動させ、ワイヤＷを弛ませることによりハンドル６４０にワイヤＷの張力が係らないようにする。そして浸透作業を行う場合は、図１５に示すように、錘支持板移動部８９５を下方向に移動させて、錘６６０と錘支持板８５６とを離間させ、ワイヤＷに張力を掛ける。従って、錘６６０の着脱作業を行うことなく、ハンドル６４０にワイヤＷの張力をかけることができ、加圧式浸透装置９００の利便性が更に向上する。また、錘６６０を弾性マット８５６に載置させるため、ワイヤＷに係る張力を微差にて調整することができる。例えば上述の第６実施形態において、吸水材２００へのアルカリケイ酸塩浸透材の充填を機械的に行う場合、アルカリケイ酸塩浸透材の充填の直前に初期加力を設けることが好ましい。即ち、加力は１００％又は０％ではなくその中間の数％が必要であり、しかもこの数％の加力は袋状容器１００の肉薄部１１０からのアルカリケイ酸塩浸透材の漏れ具合を見た上での現場調整で決定される。本実施形態に係る構成によればこのような初期加力を容易に調整することができる。
【００９７】
内歯車８５３，８５４を回転させ、錘支持板移動部８９５を上下に移動させる機構は特に限定されるものではなく種々の機構を採用することができるが、その一例として図１６（ａ）に示すように、内歯車８５３と同軸の外歯車８５７と、内歯車８５４と同軸であり外歯車８５７と噛み合う外歯車８５８と、外歯車８５７と噛み合う小歯車８５７１と、小歯車８５７１を回転させる回転レバー８５９とを設けることが可能である。この錘支持板移動部８９５の作動は、回転レバー８５９を回転させることにより、小歯車８５７１が回転し、それに伴い外歯車８５７,８５８が回転し、それらと同軸である内歯車８５３，８５４も回転し、錘支持板移動部８９５が上下に移動する。小歯車８５７１の半径ａ、外歯車８５７,８５８の半径ｂ、内歯車８５３，８５４の半径ｃ、回転レバー８５９の長さＡ、錘６６０の質量Ｗｔ、回転レバー８５９を回転させる力Ｆ１とすると（なお、ｂ＞ｃ＞ａとする。）、Ｆ１×（ｂＡ／ａ）＞Ｗｔ×ｃであるような力Ｆ１を回転レバー８５９に加えることにより、錘支持板移動部８９５は上昇可能である。錘６６０の重量が例えば１００キログラム程度の場合であっても、小歯車８５７１の半径ａ、外歯車８５７,８５８の半径ｂ、内歯車８５３，８５４の半径ｃ、回転レバー８５９の長さＡを夫々適宜設計することにより、力Ｆ１を５キロ程度の加力にて錘支持板移動部８９５を上昇移動させることができる。そして図１６（ａ）に示すように、錘６６０を弾性マット８５６に緩やかに接触させるように吊しながら、回転レバー８５９を微妙に回転調整することで、上述した初期加力を微調整することができる。
【００９８】
また、図１６（ｂ）に示すように、角度調整アーム８９１と角度調整山形部８９０とを設けることも可能である。角度調整アーム８９１には下向きの鋸状切り込みが設けられており、角度調整山形部８９０の山部と噛み合う。角度調整アーム８９１の下端部は丁番にて錘支持板８５５に取り付けられている。この構成により、錘支持板８５５をより強固にケース８５２に固定できる。また、角度調整アーム８９１の鋸状切り込みの何れかの歯を、角度調整山形部８９０の山部に適宜調整して噛み合せることで、錘支持板８５５を任意角度にて斜めに傾かせることができる。これにより、仮に塗布対象が床面に対して傾斜しているような場合でも、錘６６０を錘支持板８５５に適切に載置させることができる。
【００９９】
（第９実施形態）
次に、本発明の第９実施形態について具体的に説明する。図１７は、第９実施形態の加圧式浸透装置本体を示した断面図である。
【０１００】
本実施形態に係る加圧式浸透装置９００は、地上支持体８７１に支持支柱８７４，８７５が立設されており、支持支柱８７４，８７５には第２作業場８７２及び第３作業場８７３が設けられている。地上支持体８７１と第２作業場８７２との距離は特に限定されるものではないが、例えば２．０ｍ〜２．３ｍである。また、第２作業場８７２と第３作業場８７３との距離も例えば２．０ｍ〜２．３ｍである。この構成によれば、高さ７ｍ程度までのコンクリート壁面に対する浸透作業が可能になる。従って、土木分野での加圧式浸透装置９００の使用は広範囲に考えられ、例えば橋脚橋梁、擁壁、防潮堤、導水路、水槽、隧道等の工事現場において種々の浸透対象に対して使用できる。一方、第３作業場８７３以上の高さに更なる作業場を形成することは転倒モーメントが大きくなるため、作業現場における物的及び人的安全面を考慮して、建築分野では、本実施形態による浸透作業は通常の建物では２階以下に限られることが好ましい。
【０１０１】
（その他の実施形態）
〔中性化したコンクリートの再生〕
上述の実施形態では、アルカリケイ酸塩浸透材をコンクリートの劣化防止のために浸透させたが、中性化したコンクリートの再生としても使用することができる。コンクリートが酸若しくは二酸化炭素の侵入によって、内部の水酸化カルシウムが溶出又は炭酸化して、ｐＨが１１．５以下になると、鉄筋の被膜が破壊され、腐食反応が始まる。中性化したコンクリートの塩基性を回復し、且つ水酸化カルシウムを補充するには、下記式２に示すように次の２剤を別個に浸透させて、内部に水酸化カルシウムの結晶と、その飽和溶液とが共存する状態を作り出せばよい。
【０１０２】
【化２】
【０１０３】
ＮａＯＨ、Ｃａ（ＮＯ３）２、ＮａＮＯ３はともに水溶性であり、Ｃａ（ＯＨ）２の水に対する溶解度は小さい（０．１８５ｇ／１００ｃｍ３）ので、結晶化して長期間ｐＨを１２以上に保つことができる。従来は、上記の２剤を有効にコンクリート内部に浸透させる手段は無かったが、本実施形態に係る加圧式浸透装置９００を使用してＮａＯＨ水溶液及びＣａ（ＮＯ３）２水溶液を、順を前後して鉄筋の位置を越える深さまで浸透させることにより、中性化したコンクリートの塩基性を大幅に回復させることができる。
【０１０４】
〔撥水剤の加圧浸透による紫外線劣化の防止〕
コンクリート用の撥水剤としては、シラン系とシリコーン系とが使用されている。通常はこれらの撥水剤は、スプレー方式により塗布若しくは浸透がなれているものの、コンクリートへの浸透深さはシラン系でせいぜい４ｍｍ以下であり、シリコーン系はコンクリート表面に付着するだけでほとんど浸透しない。また、スプレー方式による撥水剤の塗布若しくは浸透では浸透材の無駄も生じる。更にシラン系及びシリコーン系の撥水剤は紫外線と太陽熱とによる劣化及び分解が生じる。外部環境にも依存するが、通常は速ければ３年で、大半の撥水剤は５〜１０年でほとんど撥水効果がなくなる。そこで、本実施形態に係る加圧式浸透装置９００を使用して、シラン系若しくはシリコーン系の撥水剤をコンクリートに浸透させることにより、１ｃｍ以上の深さまで撥水剤を浸透させることができる。その結果、外部からの紫外線又は太陽熱の影響が著しく軽減されるので、撥水材の劣化が生じにくく分解されにくい。
【実施例】
【０１０５】
アルカリケイ酸塩浸透材のような高分子コロイドと、硝酸カルシウム溶液のような単分子又はイオン解離性溶液とについて、コンクリートへの浸透と液圧との関係を調べるために図１８に示す方法で試験をした。なお、加圧浸透装置において生ずる液圧と、この試験での被験液の液柱高さとは、（Ｗ−ＷＬ）／Ａ＝ρＨの関係がある。ここで、Ｗは錘の重量（ｇ）であり、ＷＬは加圧プレートが袋状容器と吸水材そのもの（吸水材にアルカリケイ酸塩浸透材等の液体が含まれていない状態）を圧縮するのに要する力（ｇ）であり、Ａは吸水材の開口面積（ｃｍ３）であり、Ｈは被験液の液柱の高さ（ｃｍ）であり、ρは被験液の比重（ｇ／ｃｍ３）である。即ち、加圧プレートへの加力から袋状容器及び吸水材そのものの圧縮に使われる力を引いたものを、吸水材の開口面積で除した値は、液に加わる圧力であり、それは被験液の液柱の高さにその比重を乗じたものに等しい。図１８に示すように、コンクリート標準試験体８６２に、直管付きガラスロート８６１を立設させた。コンクリート標準試験体８６２は、直径１００ｍｍ×２００ｍｍであった。コンクリート標準試験体８６２は、対セメント重量比で、砂を２．５質量％、砂利を２．７質量％含有するものであった。水（Ｗ）とセメント（Ｃ）との比Ｗ／Ｃは０．６６であった。直管付きガラスロート８６１の円錐部の最大開口部分の直径は７５ｍｍであり、細管部の直径は１０ｍｍであった。直管付きガラスロート８６１内部には、アルカリケイ酸塩浸透材８６３が封入された。コンクリート標準試験体８６２の上端部には、周状にブチルゴム両面接着テープ８６５が接着されており、更にブチルゴム両面接着テープ８６５の上には周状に接着テープ８６６が巻かれた。巻かれている接着テープ８６６の上端は、コンクリート標準試験体８６２の上端部よりも僅かに上方にせり出していた。そして接着テープ８６６と直管付きガラスロート８６１との間にはシリコンシール８６４が充填された。コンクリート標準試験体８６２は、１つのロット（第１のロット）から６個用意し、また別のロット（第２のロット）から更に６個用意し、合計で１２個用意した。
【０１０６】
ガラスロート８６１に所定の高さＨまで被験液を注入すると同時に測定を開始し、絶えず最初に注入した高さＨを維持するように被験液を補充し、測定時点でのそれまでの被験液の補充量を測定した。図１８に示すように、被験液の高さＨは、直管付きガラスロート８６１の円錐部の最大開口部分からの高さであった。この被験液の補充量を、ガラスロート８６１の底面積（３.７５ｃｍ×３．７５ｃｍ×３．１４＝４４．２ｃｍ２）で除した数値が、単位面積あたりのその経過時間までの総浸透量になる。
【０１０７】
被験液は、水とアルカリケイ酸塩浸透材を使用した。被験液には、試験終了後にコンクリート標準試験体を割裂して浸透深さを目視して確認するために、着色材としてクロム酸カリウムを少量混入した。クロム酸イオンはそれ自体黄褐色を呈するので液とともに浸透してコンクリートを着色する。なお、水は単分子若しくは電解質水溶液の代表として、一方アルカリケイ酸塩浸透材は高分子コロイドの代表として試験を行った。
【０１０８】
被験液として水を使用し、第１のロットの試験体６個を使い、被験液の高さＨが２ｃｍ、４ｃｍ、６ｃｍ、８ｃｍ、１４ｃｍ、２０ｃｍの夫々についての時間経過に伴う浸透量の増加を測定した。この結果を図１９に示す。高さＨが２ｃｍの場合は明らかに浸透速度が低かった。高さＨが４ｃｍと６ｃｍと比較してみると、ごく僅かではあるが４ｃｍの方が６ｃｍよりも上回っているものの、これはコンクリート標準試験体８６２内部の構造のバラツキによるものと考察される。高さＨが８ｃｍ以上の場合は、一部において逆転現象が見られるものの、浸透速度において差はほとんどなかった。
【０１０９】
次に、被験液としてアルカリケイ酸塩浸透材を使用し、第２ロットの試験体６個を使い、被験液の高さＨが８ｃｍ、１４ｃｍ、２０ｃｍの夫々についての時間経過に伴う浸透量の増加を測定した。試験は２回行い、その平均値を測定結果とした。この結果を図２０に示す。なお、アルカリケイ酸塩浸透材において、〔Ｓｉ〕＝２．０ｍｏｌ／リットル,〔Ｎａ〕／〔Ｓｉ〕＝１．５であった。被験液がアルカリケイ酸塩浸透材の場合は被験液が水の場合と比較して、加圧力の差が明白に現れた。また、アルカリケイ酸塩浸透材の場合、圧力大きくなると浸透量は一層大きくなっていた。しかしながら、アルカリケイ酸塩浸透材の場合は水の場合と比較して、浸透量の絶対値は極めて小さく、その比も時間とともに小さくなっていた。即ち、高さＨが２０ｃｍのアルカリケイ酸塩浸透材の場合でも、高さＨが８〜２０ｃｍの水の場合と比較して、浸透量の比は、０．５時間で約１／３、１時間で約１／４、２時間で約１／５、４時間で約１／６のように時間とともに小さくなっていた。上記の実験結果により、アルカリケイ酸塩浸透材のような水和力の大きい高分子コロイドが如何にコンクリートに浸透しにくいかが実証された。アルカリケイ酸塩浸透材によるコンクリートの吸水抑制効果が持続するためには、２ｃｍ程度以上の深さまでのアルカリケイ酸塩とカルシウムイオンとの結合によるゲル生成が望ましい。しかし、通常の施工法つまり刷毛、ローラーによる塗布又はスプレーによる吹付けでは、垂直壁面への液の付着はせいぜい０．２ｍｍ程度であり、仮にその全量が浸透したとしても浸透深さは４ｍｍ程度に過ぎない。本発明に係る加圧式浸透装置９００によれば、例えば液柱Ｈ＝２０ｍｍとして約３時間の加圧により上記の目標を達成できる。まして水酸化ナトリウム、硝酸カルシウム、シラン系化合物のような単分子又はイオン解離性の溶液であれば、より少ない液圧及び加圧時間でより深く浸透させることが容易であり、例えば通常の鉄筋の位置を越える深さ（６０ｍｍ以上）までの浸透も容易であり、そのため中性化したコンクリートの塩基性を回復させ、また、撥水剤の効果を著しく長期間にわたり持続させることが可能となる。上述の実施例により、本発明に係る加圧式浸透装置９００が、アルカリケイ酸塩浸透材及び他の一部の有用な化学物質の溶液をコンクリートに浸透させるために極めて有益であることが示された。
【符号の説明】
【０１１０】
１００：袋状容器
１０１：袋底部
１０２：開口部
１１０：肉薄部
２００：吸水材
３００：加圧プレート
３１０：加圧シャフト
３２０：ハンドル
４１１：第１蝶番軸受け
４１２：第２蝶番軸受け
４２０：蝶番ヒンジ
５００：コンクリート
６１０：支柱
６２１：シャフト受け
６２２：シャフト受け
６２３：シャフト受け
６３１：加圧シャフト
６３２：加圧シャフト
６３３：加圧シャフト
６４０：ハンドル
６５１：第１定滑車
６５２：第２定滑車
６６０：錘
６７０：支持体
６８０：結合体
６８１：雄溝部
７１１：吸盤
７１２：吸盤
７１３：吸盤
７３０：連結軸体
７３２：中央部
７３３：雌溝部
８５１：溝部
８５２：ケース
８５３：内歯車
８５４：内歯車
８５５：錘支持板
８５６：弾性マット
８５７：外歯車
８５８：外歯車
８５９：回転レバー
８６１：直管付きガラスロート
８６２：コンクリート標準試験体
８８０：液槽
８９０：角度調整山形部
８９１：角度調整アーム
８９５：錘支持板移動部
９１０：導入パス
９１２：ホース
９１５：ポンプ
９２０：排出パス
９２２：ホース
９００：加圧式浸透装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの劣化を防止するアルカリ珪酸塩浸透材を、効率的にコンクリートに加圧浸透させるための加圧式浸透装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート構造物の劣化は、地震力及び荷重等の外力によるものを除けば、コンクリート自体の劣化と鉄筋の腐食によるものである。それらを原因又は症状に基づいて分類すると、（１）中性化、（２）塩害、（３）硫酸塩浸食、（４）凍害、（５）アルカリ骨材反応のようになり、現実に起こる劣化はこれの複数原因又は症状が同時に進行する。
【０００３】
これらの劣化は、全て、水を媒体にした物理・化学反応である。いわゆる生コンクリートは余剰の水分を含んでいるが、凝固乾燥とともに、セメント硬化体に化学的に取り込まれた水分及びセメント硬化体を構成するいわゆるＣ−Ｓ−Ｈゲルの中に捕捉又は吸着されたゲル水以外の水分は漸次蒸発し乾燥状態になる。このＣ−Ｓ−Ｈゲルは、セメントの水和反応によって生成するコンクリートの主要強度成分であり、単純な化学式では表せないが、３ＣａＯ・２ＳｉＯ２・３Ｈ２Ｏが近いとされている。天然に存在する鉱物であるトベルモライトに近い構造を持つといわれている。
【０００４】
雨水又は海水が吸水又は透水（圧力を伴う）という形で、コンクリート内部に侵入する際、種々の有害な物質を伴うので、内部の物質との間で劣化化学反応を引き起こす。また、それだけではなく、元々内部に存在している物質間（乾燥状態では安定していたにも拘わらず）での有害な化学反応が、水を媒体にして励起されたり、活性化される。
【０００５】
従って、外部からの水の侵入を防止するか、又は大巾に減少させることにより、コンクリート内部を乾燥状態に保てれば、劣化の進行を止めるか、又は大巾に減少させることができる。
【０００６】
コンクリートの吸水及び透水を防止してコンクリートを保護するための一般的な方法は、その表面を防水施工するか、又は仕上げ（塗装、吹付け、金属パネル、タオル等）加工を施す方法である。
【０００７】
例えば、特許文献１には、珪酸ナトリウムを主成分とした無機質浸透性防水剤をコンクリートに塗布又は注入して、乾燥後に散水を数回繰り返すことによってコンクリートに浸透させる技術が記載されている。
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の技術は、コンクリートに浸透させるため、塗布又は注入して乾燥させたのち、乾燥及び散水を５〜７時間待ちながら少なくとも３回繰り返す必要があり、作業が非常に煩雑で、長時間を要するという問題点がある。
【０００９】
特許文献２には、珪酸ソーダと珪酸カリとをモル比で１：１に混合し、更に水酸化ナトリウムを添加したコンクリート改質材が提案されており、水酸化ナトリウムの添加量を調節することによってゲル化の速度を調節する技術が記載されている。
【００１０】
しかし、特許文献２記載の技術は、コンクリートとカルシウムとの反応を促進させるために散水を行う必要があり、作業性が良いとは言えない。
【００１１】
特許文献３には、硝酸カルシウム水溶液を、アルカリ珪酸塩浸透材と相前後してコンクリートに浸透させることにより、コンクリートの半固体ゲル化反応を促進してコンクリートの劣化を防止する技術が記載されている。
【００１２】
アルカリ珪酸塩浸透材は、ナトリウム珪酸塩溶液又はナトリウム珪酸塩とカリウム珪酸塩の混合溶液を主成分とし、他に少量の特殊金属酸化物を含むものである。
【００１３】
コンクリートの骨材以外の部分であるセメント硬化体は多孔質の固体ゲルであり、０．０１μｍ〜数μｍの範囲の空隙を持ち、これは毛細管空隙と呼ばれる。この空隙は、セメントの水和反応によって生成したＣ−Ｓ−Ｈゲル間に残った余剰水が水和の終結と共に徐々に蒸発して空隙化したものである。コンクリート内部には、毛細管空隙の他に、（１）ひび割れ又は凝結時の分離沈降によって生じた空隙、（２）ＡＥ材使用による気泡（数１０μｍ〜１０００μｍ）、（３）ゲル空隙（１ｎｍ〜４ｎｍ）がある。この（１）の空隙は漏水の原因となるものであるが、この空隙は、毛細管空隙より遙かに大きく、アルカリ珪酸塩のゲル化反応では対処できない。通常、シール材又はエポキシ樹脂の注入により補修される。但し、ヘアークラックとよばれる０．１ｍｍ幅以下の空隙であれば、アルカリ珪酸塩浸透材でも対処可能である。また、（２）は独立気泡であり、（３）に含まれる水はゲルに強く拘束されていて、共に劣化化学反応には関与しない。
【００１４】
コンクリート内部には、主要強度成分であるＣ−Ｓ−Ｈゲルの他に、多量（セメント量の約１／３）の水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）２の結晶が存在し、その一部（溶解度０．１８ｇ／１００ｇＨ２Ｏ）は毛細管空隙内で溶解している。また、セメント中には当初からアルカリ分（酸化ナトリウムＮａ２Ｏ、酸化カリウムＫ２Ｏ）が含まれるので、毛細管空隙中に水分が存在すると、ナトリウムイオンＮａ＋、カリウムイオンＫ＋、水酸化物イオンＯＨ−及びカルシウムイオンＣａ２＋が溶解し、本来は強塩基性（ｐＨ１２．５〜１３．５）である。
【００１５】
毛細管空隙にアルカリ珪酸塩が浸透すると、それが溶液中のカルシウムイオンを取り込んでガラス質の半固体ゲルに変化する。このゲルは水分の多い環境下では、充分な水分（ゲル水）を吸収して体積を増し、空隙を塞ぐ。この状態では、液体及び気体の出入りが遮断される。一方、乾燥時（ゲル水は通常の遊離水よりも蒸発しにくい）には、乾燥ゲルとなって体積が減少し、気体（酸素、二酸化炭素、水蒸気）はある程度、流通する。
【００１６】
このような性質を利用して、水及び海水の侵入を防止又は抑制し、それによってコンクリートの劣化の進行を遅らせ、延命を図るのに使われるのがアルカリ珪酸塩浸透材である。
【００１７】
アルカリ珪酸塩浸透材は、コンクリート内で生成する半固体ゲル（カルシウムアルカリ珪酸塩）が、セメント又はガラスと似た組成（酸化珪素、酸化カルシウム、酸化アルカリ）で、全て無機質であり、紫外線又は温度変化による経年変質がほとんどないという長所がある。また施工後もコンクリート表面の外観にほとんど変化がない。よって、材齢の若いコンクリートであれば、本来の肌理及び色を長期間にわたり保つことができる。
【００１８】
そして、一般の防水のように薄い被膜による防水ではなく、ある厚さ（コンクリートの密実さによって数ｃｍ〜１０ｃｍ）に広がった防水性のある層を形成するので、表面での機械的摩耗及び引っかき傷には強い。また、コンクリートの背面からの水圧をともなった透水（建物地中壁、地下ピット、擁壁、トンネル、水槽等）に対して、補修手段として極めて有効である。
【００１９】
一般的なアルカリケイ酸塩浸透材の施工要領では、下向き施工（床施工）の場合、散布器等を使用して、床の上に厚み０．３〜１．０ｍｍで散布される。また、横向き施工（壁施工）及び上向き施工（天井施工）の場合は、ローラ等を使用して、壁又は天井に塗布される。
【００２０】
コンクリートの表面から内部への液の浸透は、物理的には、濡れと圧入の二つの現象によるものと考えられる。濡れによる浸透は、加圧の無い状態で、コンクリートの表面エネルギーと液の表面エネルギー（＝表面張力）とのせめぎ合いによってコンクリート表面を濡らし、その一部が毛細管空隙に浸透することである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特許第２９３７３０９号公報（第２頁）
【特許文献２】特開２００２−２３９５２３号公報（第２〜３頁）
【特許文献３】特開２００８−１６９０６８号公報（第７頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかし、一般的なアルカリケイ酸塩浸透材の施工要領では、下向き施工の場合、濡れと散布厚に相当する僅かの圧力（重力）による浸透が行われているところ、アルカリケイ酸塩浸透材のコンクリートへの浸透の程度が不十分である。これでは、アルカリケイ酸塩浸透材がコンクリートの深部へ浸透せず、劣化防止効果が不十分となる問題点がある。また、横向き施工又は上向き施工の場合においては、ローラ等を用いる濡れによる浸透が行われるところ、アルカリケイ酸塩浸透材のコンクリートへの浸透の程度が不十分であることに加えて、施工時に、ローラ等からアルカリケイ酸塩浸透材が垂れることがあり、アルカリケイ酸塩浸透材の一部が無駄になるため、コスト面での問題点が生じていた。
【００２３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、効率的にアルカリケイ酸塩浸透材をコンクリートに浸透できると共に、横向き施工又は上向き施工においてはアルカリケイ酸塩浸透材の無駄が生じにくい加圧式浸透装置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】
【００２４】
本発明に係る加圧式浸透装置は、開口縁が内側に向けて曲成されその縁部が前記開口縁に向けて肉薄になるように肉厚が変化し、側部が蛇腹状をなし弾性変形する袋状容器と、前記袋状容器の内部に充填され、吸水性を有し圧縮されて排水する吸水材と、前記袋状容器の袋底部に設けられ剛性を有し前記袋状容器の内容積を縮小するために加圧される加圧プレートとを有することを特徴とする。
【００２５】
この場合において、前記吸水材は、スポンジ状の多孔性弾性体であることが好ましい。
【００２６】
また、前記吸水材は、繊維を織らずに絡み合わせた不織構造体又は不織布を積層させた積層不織布構造体であることが好ましい。
【００２７】
また、前記袋状容器の開口部の外側に、突出するように均等間隔で形成された複数の第１蝶番軸受けと、前記加圧プレートの側面に、突出するように均等間隔で形成された複数の第２蝶番軸受けと、開き角度が一定値以下に制限されており、前記第１蝶番軸受けと前記第２蝶番軸受けとを接続する複数の蝶番ヒンジとを有する蝶番ユニットを有することが好ましい。
【００２８】
また、一方の端部が前記加圧プレートに当接固定される加圧シャフトと、前記加圧シャフトの他方の端部に設けられるハンドルとを有し、前記ハンドルを加圧することにより、前記加圧シャフトが前記加圧プレートを加圧することが好ましい。
【００２９】
また、一方の端部が前記加圧プレートに当接固定される複数本の加圧シャフトと、前記複数本の加圧シャフトの他方の端部に設けられるハンドルと、前記複数本の加圧シャフトを水平方向にスライド自在に支持する半円断面柱体の複数のシャフト受けと、前記複数のシャフト受けを支持する支柱と、前記支柱に設けられ水平方向に突出する定滑車と、一方の端部が前記ハンドルに取り付けられ、中間部が前記定滑車に巻掛され、他方の端部に錘が吊下られるワイヤーと、前記支柱を支持する支持台とを有することが好ましい。
【００３０】
また、上述の場合において、前記錘を支える錘支持板と、前記錘支持板を上下方向に移動させる錘支持板移動部とを有することが好ましい。
【００３１】
また、一方の端部が前記加圧プレートに当接固定される複数本の加圧シャフトと、前記複数本の加圧シャフトの他方の端部に設けられるハンドルと、前記複数本の加圧シャフトを水平方向にスライド自在に支持する複数の半円断面柱体のシャフト受けと、前記複数のシャフト受けを支持する支持体と、前記支持体に設けられ水平方向に突出する定滑車と、一方の端部が前記ハンドルに取り付けられ、中間部が前記定滑車に巻掛され、他方の端部に錘が吊下られるワイヤーと、同心円周上に均等間隔に設けられた複数の吸盤と、複数の連結軸が前記同心円の中央から放射状に配置されて前記複数の吸盤を連結する連結軸体と、前記連結軸体と前記支持体とを直結する結合体とを有することが好ましい。
【００３２】
また、更に、溶液を貯留する液槽と、前記吸水材に前記溶液を導入する導入パスと、前記吸水材に含まれる溶液を排出する排出パスとを有することが好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、袋状容器の内部に充填された吸水材にアルカリケイ酸浸透材を含ませ、袋状容器の開口部に形成された肉薄部を浸透対象となるコンクリートに対して押し付け、加圧プレートを加圧することにより吸水材を押しつぶして、吸水材からアルカリケイ酸塩浸透材を絞り出すことにより、簡単な動作により、浸透対象となるコンクリート中に重力の方向に関係無く加圧浸透させることができる。また、袋状容器の開口縁が内側に向けて曲成されるようにして形成され、その縁部は開口縁に向けて肉薄になるように肉厚が変化して肉薄部を構成するから、肉薄部を浸透対象となるコンクリートに対して押し付けることで肉薄部がコンクリートに密着して、アルカリケイ酸塩浸透材が漏れにくく、コスト面において有利である。特に、横向き施工又は上向き施工の場合は、従来のローラーによる塗布施工と比較すると、無駄となるアルカリケイ酸塩浸透材が発生しにくいため、コスト面において非常に有利である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）,（ｂ）は本発明の第１実施形態の加圧式浸透装置を示した断面図であり、（ａ）は第１実施形態の加圧式浸透装置本体を示した断面図であり、（ｂ）は加圧式浸透装置の肉薄部を示した断面図である。
【図２】（ａ）,（ｂ）は本発明の第１実施形態の加圧式浸透装置を示した断面図であり、（ａ）は圧力をかけてアルカリケイ酸塩浸透材をコンクリートに浸透させる状態を示した断面図であり、（ｂ）は肉薄部がアルカリケイ酸塩浸透材の漏れを防止する状態を示した断面図である。
【図３】セメントペースト硬化体中の各成分の体積関係を示す説明図である。
【図４】コンクリートへの浸透深さと浸透液の空隙充填率との関係を説明する説明図である。
【図５】（ａ）,（ｂ）は蝶番ユニットで袋状容器を補強した第２実施形態の加圧式浸透装置を示した断面図であり、（ａ）は第２実施形態の加圧式浸透装置本体を示した断面図であり、（ｂ）は第２実施形態の加圧式浸透装置本体を底部から示した底面図である。
【図６】第２実施形態の加圧式浸透装置に圧力をかけてアルカリケイ酸塩浸透材をコンクリートに浸透させる状態を示した断面図である。
【図７】隅角部を丸められた断面四角の袋状容器を有する加圧式浸透装置を底部から示した底面図である。
【図８】（ａ）,（ｂ）はハンドルにて加圧する第３実施形態の加圧式浸透装置を示した側面図であり、（ａ）は第３実施形態の加圧式浸透装置本体を側面から示した側面図であり、（ｂ）は底部から示した底面図である。
【図９】（ａ）,（ｂ）は支柱及び支柱台を有する第４実施形態の加圧式浸透装置を示した側面図であり、（ａ）は第４実施形態の加圧式浸透装置本体を側面から示した側面図であり、（ｂ）は底部から示した底面図である。
【図１０】第４実施形態の加圧式浸透装置を使用する際の様子を示した説明図である。
【図１１】支持体に設けられた定滑車が進退移動する加圧式浸透装置の変形例を示した側面図である。
【図１２】（ａ）,（ｂ）は施工面に加圧式浸透装置を取り付けるための吸盤を有する第５実施形態の加圧式浸透装置を示した側面図であり、（ａ）は第５実施形態の加圧式浸透装置本体を側面から示した側面図であり、（ｂ）は底部から示した底面図である。
【図１３】第５実施形態の加圧式浸透装置を使用する際の様子を示した説明図である。
【図１４】溶液を貯留する液槽を有する第６実施形態の加圧式浸透装置を示した説明図である。
【図１５】錘を支持する錘支持装置を有する第７実施形態の加圧式浸透装置を示した説明図である。
【図１６】（ａ）,（ｂ）は錘支持装置の構造を説明する説明図であり、（ａ）は錘支持装置を上下させる機構を説明する説明図であり、（ｂ）は錘支持装置を支柱に取り付ける構造を説明する説明図である。
【図１７】作業台が並設された第９実施形態の加圧式浸透装置を示した側面図である。
【図１８】液体の加圧浸透試験の装置を示した断面図である。
【図１９】被験液が水の場合の浸透量を示す実験結果である。
【図２０】被験液がアルカリケイ酸塩浸透材の場合の浸透量を示す実験結果である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
（第１実施形態）
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。図１（ａ）は、加圧式浸透装置本体を示した断面図であり、図１（ｂ）は、加圧式浸透装置の肉薄部を拡大して示した断面図である。図２（ａ）は、圧力をかけてアルカリケイ酸塩浸透材をコンクリートに浸透させる状態を示した断面図であり、（ｂ）は肉薄部がアルカリケイ酸塩浸透材の漏れを防止する状態を示した断面図である。
【００３６】
本実施形態に係る加圧式浸透装置９００は、図１（ａ）に示すように、袋状容器１００と、袋状容器１００の内部に充填される吸水材２００と、袋状容器１００の袋底部に設けられる加圧プレート３００とを有する。
【００３７】
袋状容器１００は袋底部１０１と、蛇腹状の側部と、上端の開口部１０２とから構成されている。この袋状容器１００は、伸縮性を有し且つ気密性を有する材料で形成されており、例えば、ポリウレタンゴム若しくはクロロプレンゴム等の高分子ゴム製で形成され、加圧により縮小し且つ弾性により伸張する。袋状容器１００の大きさは、特に限定されるものではないが、例えば直径が４０〜１２０ｃｍ、高さが５〜１０ｃｍ、厚みが０．１〜０．３ｃｍとすることができる。
【００３８】
図１（ｂ）に示すように、袋状容器１００の開口部１０２は、袋状容器１００の開口縁が内側に向けて曲成されるようにして形成されており、その縁部は、開口縁に向けて肉薄になるように肉厚が変化して肉薄部１１０を形成している。
【００３９】
吸水材２００は、吸水性を有し且つ圧縮することにより排水性を有する材質であれば使用することができ、例えばスポンジ状の多孔性弾性体を用いることができる。スポンジ状の多孔性弾性体は、特に限定されるものではないが、例えば、メラミン樹脂を用いた緻密且つ空孔率の高い軟質フォームを材質として用いることができる。
【００４０】
また、吸水材２００としては、例えば、繊維を織らずに絡み合わせた不織構造体又は不織布を積層させた積層不織布構造体を用いることも可能である。不織構造体は、例えば、１５〜１００ｎｍ程度の短い繊維を所定の形状に固めて第１次成形体を作成して、その第１次成形体を接着剤等で所定形状に固めて製造することができる。積層不織布構造体は、例えば、複数枚の不織布を積層させて積層体を形成し、その積層体を接着材等で固めて製造することができる。
【００４１】
加圧プレート３００は、一方の主面が袋状容器１００の袋底部１０１に当接するように取り付けられている。加圧プレート３００は、剛性を有する材料で形成されており、特に限定されるものではないが、例えば硬質ポリプロピレン等により形成される。
【００４２】
次に、第１実施形態に係る加圧式浸透装置９００の使用態様について説明する。まず、袋状容器１００に充填されている吸水材２００に、アルカリケイ酸塩浸透材を吸収させる。
【００４３】
アルカリケイ酸塩浸透材は、ナトリウム珪酸塩溶液又はナトリウム珪酸塩とカリウム珪酸塩の混合溶液を主成分とするものであり、その他に少量の特殊金属酸化物を含有する。
【００４４】
次に、図１（ａ）で矢印Ａ１にて示すように、袋状容器１００の開口部１０２を浸透対象となるコンクリート５００に向ける。
【００４５】
そして、図２（ａ）で矢印Ａ２にて示すように加圧プレート３００を加圧して、袋状容器１００の開口部１０２を浸透対象となるコンクリート５００に対して押し付ける。これにより、矢印Ａ３で示すように、吸水材２００に含まれていたアルカリケイ酸塩浸透材が圧力を受けてコンクリート５００に効率的に浸透する。なお、加圧とは、加圧プレート３００によってコンクリート等の浸透対象表面に接する袋状容器１００と吸水材２００とに加えられる力の作用である。
【００４６】
ここで、浸透対象となるコンクリート５００の表面には多少の凹凸が存在するが、肉薄部１１０は先細り形状であるから、袋状容器１００の開口部をコンクリート５００に対して押し付けることで、肉薄部１１０はコンクリート５００の表面に密着する。そのため、肉薄部１１０とコンクリート５００との間に隙間が生じにくく、図２（ｂ）で矢印Ａ４にて示すように、アルカリケイ酸塩浸透材が漏れにくい。
【００４７】
次に、カルシウムイオンを含有する水溶液を袋状容器１００に充填させ、図２（ａ）で示すように、アルカリケイ酸塩浸透材と同様に、コンクリート５００に対して浸透させる。アルカリケイ酸塩浸透材のゲル化に必要なカルシウムイオンは、コンクリート内部のカルシウムイオンを利用するものが主であるが、外部から別に供給するほうがよい。なぜならば、コンクリート内部のカルシウムイオンは、水酸化カルシウムの溶解によるもので、それを消費することはコンクリート自体の中性化を促進してしまうからである。
【００４８】
カルシウムイオンの供給源となる物質（カルシウム塩）としては、充分に水溶性であること、次にゲル化後に残る物質（主として陰イオン）がコンクリート及び鉄筋に有害でないこと、更には大量に使用する上で高価でないことの三つの条件を満たす必要がある。これらを満足し、かつ入手しやすい物質として硝酸カルシウム及び塩化カルシウム等がある。
【００４９】
このうち、塩化カルシウムは、濃度の制約がある、即ち、ゲル化反応後に残る塩化物イオン（Ｃｌ−）は、ある濃度（一般に、１．２ｋｇ／ｍ３（コンクリート）といわれている）を超すと、鉄筋を腐食から守っている不働態（酸化）皮膜を破壊し、溶存酸素と協働して腐食させる可能性がある。このため、日本工業規格では、コンクリート中の塩化物イオン（Ｃｌ−１）量を、０．３０ｋｇ／ｍ３以下と０．６０ｋｇ／ｍ３以下の二段階で規制している。
【００５０】
以上の理由から、塩化カルシウムの適用範囲が限られる。即ち、材齢の若いコンクリート（ｐＨ≧１２）及び中性化の初期段階（ｐＨ＝１１．５乃至１２）では、規制値の範囲内でのゲル化が可能であるが、中性化の最終段階（ｐＨ≦９．２前後）では、ゲル化に必要なカルシウムイオンは全て外部から供給してやる必要がある。
【００５１】
コンクリート中には、細骨材に海砂が使用された場合には、多少とも除塩後の残留塩分が含まれており、また海中又は海岸の構造物では、雨風と共に、塩分がコンクリート内部に持ち込まれる。従って、外部から供給される塩化カルシウムによる塩化物イオン量が規制値内であっても、全体的には、塩化物イオン量が規制値を超える可能性がある。
【００５２】
このような塩化カルシウムの濃度上の制約に対し、硝酸カルシウムＣａ（ＮＯ３）２の場合は、コンクリート及び鉄筋に害を及ぼす虞がなく、例えば、［Ｃａ］／［Ｓｉ］が０．９程度の高濃度でコンクリートに浸透させることができる。従って、カルシウムイオンを含有する水溶液は、硝酸カルシウム水溶液を使用する。
【００５３】
硝酸カルシウムは濃度が増しても害がない。酸としての硝酸は強酸であり、コンクリートを激しく侵食するが、塩である硝酸カルシウムにはそのような毒性はない。［Ｃａ］／［Ｓｉ］が０．０８乃至０．９０の濃度では、コンクリートに浸透しても、殆ど無害であるばかりか、硝酸イオンは酸化作用を有するので、むしろ鉄筋の不働態皮膜（酸化被膜）の維持には、良い効果をもたらす。硝酸カルシウムＣａ（ＮＯ３）２は、純度が高いものは、火工品の原料として使用される危険物であるが、純度が低い粗硝酸カルシウムは、硝酸石灰とも呼ばれ、肥料に使用され、水に良く溶け、価格も安い。
【００５４】
コンクリート５００内に浸透したアルカリケイ酸塩浸透材は、カルシウムイオンと式１で示す反応により結合（ゲル化）が生じる。
【００５５】
【化１】
【００５６】
生成したゲルは化学的に極めて安定であり、その組成はコンクリートの主成分Ｃ−Ｓ−Ｈに類似している。この生成したゲルがコンクリート中の毛細管空隙を埋めることにより、コンクリートの劣化進行が抑制される。本発明によれば、加圧によってアルカリケイ酸塩浸透材及び硝酸カルシウムの浸透量、従って浸透深さを高めることができ、その結果コンクリートの劣化進行を効率的に抑制できると共に、仮に天井面若しくは横壁面に対する浸透施工であっても肉薄部１１０がアルカリケイ酸塩浸透材の漏れを防止するので、コスト面でも優れる。
【００５７】
種々の化学物資の溶液若しくはコロイド等をコンクリートに浸透させて、コンクリートの表面に近い部分の性質を改善する試みが行われているが、コンクリート内部の空隙の径は極めて小さく数μｍ以下であり、浸透は容易ではない。水和反応によってセメントゲルが生成すると、それに化学的に組み込まれた水は圧縮されて体積減少が起こる。当初の体積の（セメントの体積＋水和反応にあずかる水の体積）の約１０％の減少が生じる。この減少を水和収縮というが、フレッシュコンクリートが流動性を保っている間に起こる水和収縮は、全体の体積が減少するだけであるが、凝結が終わり流動性を失うと、その後の体積減少は、大部分は内部空隙の発生という形で吸収され、ごく一部は外形体積の減少（収縮）をもたらす。これをコンクリートの自己収縮と呼ぶ。生じた内部空隙は当初水で満たされているが、水和反応の進行に伴ってこの空隙内の水も水和反応に使用されて次第に減少していく。残り少なくなると水膜の表面張力によって空隙壁面に対する収縮力が発生する。更に、水和反応がほぼ終了した後も、空隙（毛細管空隙）内の水分の蒸発は続くので、この収縮力は持続して外形体積の減少をもたらす。これを乾燥収縮と呼ぶ。実際のコンクリートの場合では、水量として水和反応に要する以上の量を加えている。これはセメントと水との練り混ぜがミクロ的には不完全であり、水和反応を完全に行わせるには余剰の水が必要であることと、フレッシュコンクリートを型枠に十分に流し込むにはある程度の流動性が求められるからである。
【００５８】
図３は、水／セメント比（Ｗ／Ｃ）＝０．５の場合、１ｇのセメント（実質０．３２ｃｍ３）と０．５ｇの水との水和反応によって生じるセメントペースト硬化体の体積と、空隙（毛細管空隙とゲル空隙とがある）の体積との関係を示すものである。なお、１ｇのセメントの水和反応に要する水の量は、０．２３ｇ（０．２３ｃｍ３）である。セメントに加えられた水は、硬化後に三つに分かれる。まず、硬化体に化学的に組み込まれた水和水、次に反応に関わることなく毛細管空隙に残る余剰水、その中間的存在であるゲル水である。ゲル水はセメント粒子と化学的に結合はしていないが、ゲルの層間に拘束された状態の水で、水和反応に加わることなく、移動が制約されている。常温ではほとんど蒸発せず、１００℃以上に加熱して初めて蒸発する。その空隙（ゲル空隙）に外部からの液が浸透することはない。その量はセメント量の約１５％で、硬化体の中でかなりの体積割合を占めている。「コンクリート構造物のマテリアルデザイン（オーム社）」には（Ｗ／Ｃ）＝０．５の場合、全毛細管空隙量は、セメントペースト硬化体１ｃｍ３あたり０．２９ｃｍ３／ｃｍ３である測定結果が掲出されている。一方、図３の硬化体モデルでは、同量は、（０．１２＋０．０５）／（０．５＋０．１５＋０．１２＋０．０５）＝０．２１ｃｍ３／ｃｍ３である。なお、一般には、径１〜３ｎｍをゲル空隙、５ｎｍ〜数ｎｍを毛細管空隙（細孔）としている。
【００５９】
１０ｎｍ以下の空隙には、高分子コロイドの場合、分子の大きさからいって浸透はほとんどが不可能と思われる。また単分子溶液（電解質溶液も含む。）でも、溶媒である水の表面張力に妨げられて浸透は困難である。（Ｗ／Ｃ）＝０．５の場合、コンクリート調合として標準的調合を採用すると、砂：１．２ｍｍ以下、砂利：２０ｍｍ以下として、重量調合はフレッシュコンクリート１ｍ３あたり、水：１９０ｋｇ／ｍ３、セメント：３８０ｋｇ／ｍ３、砂：５７７ｋｇ／ｍ３、砂利：１１８８ｋｇ／ｍ３となる。そして、外形体積の減少による収縮量は１０−３のオーダーであるから無視することができ、図３によれば、水和生成物体積の実質体積：０．５×３８０＝１９０リットル／ｍ３、ゲル水：０．１５×３８０＝５７リットル／ｍ３、毛細管空隙：（０．０５＋０．１２）×３８０＝６４．６リットル／ｍ３（０．０６５ｃｍ３／ｃｍ３）である。即ち、上記の調合のコンクリートの毛細管空隙率は６．５％である。
【００６０】
浸透液が空隙内に浸透するということは、空隙内の空気若しくは水を追い出しつつ、置き換わることである。その過程で１００％追い出すことは不可能であり、液の空隙充填率も内部ほど低くなると考えられる。そこで、図４に示すように、コンクリート表面の最大充填率を８０％とし、内部に向かって低減していく状態を仮定した上で、５０％のところまでを浸透深さと定義する。そうすると平均充填率は、（８０＋２×７５＋２×６５＋５０）／６＝６８．３（％）である。従って、浸透量Ｓ（ｍｍ／ｃｍ２）に対する深さＤ（ｍｍ）は、Ｄ＝Ｓ／（０．０６５×０．６８３）＝２２．５Ｓとなり、浸透量（浸透厚さｍｍ／ｃｍ２）の約２３倍が浸透深さと考えられる。この計算式を用いれば、例えば後述の実施例にてコンクリート標準試験体に直管付きガラスロートを立設して浸透試験を行うが、コンクリートを破壊することなく浸透深さを概算することができる。
【００６１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について具体的に説明する。図５（ａ）は、第２実施形態の加圧式浸透装置本体を示した断面図であり、図５（ｂ）は、第２実施形態の加圧式浸透装置の底面図である。図６は、第２実施形態の加圧式浸透装置の使用態様を説明する断面図である。図７は、断面四角の袋状容器を有する加圧式浸透装置を底部から示した底面図である。
【００６２】
吸水材２００にアルカリケイ酸塩浸透材が含有されると増加した重量の影響により、袋状容器１００の形状が歪む可能性がある。袋状容器１００の形状が意図しない形状に歪むと、対象のコンクリート５００にアルカリケイ酸塩浸透材を正確に浸透させにくくなり、作業効率が低下する。そこで、第２実施形態に係る加圧式浸透装置９００では、図５（ａ）に示すように、蝶番ユニット４００を有する。蝶番ユニット４００は、複数の第１蝶番軸受け４１１と、複数の第２蝶番軸受け４１２と、第１蝶番軸受け４１２と第２蝶番軸受け４１２とを接続する複数の蝶番ヒンジ４２０とを有する。蝶番ヒンジ４２０の開き角度θは、例えば１２０度等の一定値以下に制限されている。図５（ｂ）に示すように、第１蝶番軸受け４１１は、袋状容器１００の開口部１０２の外側に、突出するように均等間隔で形成されている。同様に、第２蝶番軸受け４１２も、加圧プレート３００の側面に、突出するように均等間隔で形成されている。
【００６３】
次に、第２実施形態に係る加圧式浸透装置９００の使用態様について説明する。第１実施形態で説明した使用形態と同様に、まず吸水材２００にアルカリケイ酸塩浸透材を吸収させ、次に図５（ａ）で矢印Ａ１にて示すように袋状容器１００の開口部１０２を浸透対象となるコンクリート５００に向け、そして図６で矢印Ａ２にて示すように加圧プレート３００を加圧して、袋状容器１００の開口部１０２を浸透対象となるコンクリート５００に対して押し付ける。
【００６４】
本実施形態では、上述の第１実施形態に係る発明の効果に加えて、蝶番ユニット４００により袋状容器１００を均等間隔で支持しているから、袋状容器１００の形状が歪みにくく、そのため、浸透対象のコンクリート５００にアルカリケイ酸塩浸透材を正確に浸透できる。更には、本実施形態では、蝶番ユニット４００により袋状容器１００を均等間隔で支持しているから、比較的撓みやすい材質で袋状容器１００を製造することでき、加圧式浸透装置９００の材料選択の幅が広がる。
【００６５】
なお、上述の実施形態では、袋状容器１００の形状は略円筒形状のものとしたが、この形状に限定されることはなく、吸水材２００に含有させるアルカリケイ酸塩浸透材の質量、袋状容器１００の使用し易さ等に応じて、種々の形状を使用することができる。例えば袋状容器１００の形状は、断面楕円の筒状形状とすることができるし、また図７に示す断面形状のように、角柱体等とすることもできる。角柱体の断面の形状も隅角部を丸められた（隅角部をアール形状にした）正方形、長方形、菱形等の種々の形状を使用することができる。
【００６６】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について具体的に説明する。図８（ａ）は、第３実施形態の加圧式浸透装置本体を示した断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）における８ｂ−８ｂ一点鎖線における断面図である。
【００６７】
図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係る加圧式浸透装置９００は、加圧シャフト３１０と、ハンドル３２０とを有する。加圧シャフト３１０の一方の端部は加圧プレート３００に当接固定されている。加圧シャフト３１０の他方の端部はハンドルに取り付けられている。加圧シャフトは、同心円状に均等間隔で３本設けられている。
【００６８】
次に、第３実施形態に係る加圧式浸透装置９００の使用態様について説明する。第１実施形態で説明した使用形態と同様に、まず吸水材２００にアルカリケイ酸塩浸透材を吸収させ、次に袋状容器１００の開口部１０２を浸透対象に向ける。そしてハンドル３２０を両手で握り、加圧プレート３００の方向へハンドル３２０を押し付ける。これにより図８（ａ）で矢印Ａ４にて示す方向に加圧プレート３００は加圧され、袋状容器１００の開口部１０２からアルカリケイ酸塩浸透材が浸透対象に対して浸透する。
【００６９】
本実施形態では、上述の第１実施形態に係る発明の効果に加えて、ハンドル３２０を両手で握ることにより操作者の加圧動作を加圧プレート３００に対して伝えやすい。そのため、利便性よく浸透対象にアルカリケイ酸塩浸透材を簡単に浸透できる。更には、加圧シャフト３１０を加圧プレート３００に取付け自在に構成すれば、ハンドル３２０と加圧シャフト３１０とを別途作業現場に輸送させることができ、本実施形態の加圧式浸透装置９００の利便性が向上する。なお、上述の実施形態では加圧シャフト３１０は３本設けているが、この実施形態に限定されることはなく、４本以上設けることも可能である。
【００７０】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について具体的に説明する。図９（ａ）は、第４実施形態の加圧式浸透装置本体を示した断面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）における９ｂ−９ｂ一点鎖線における断面図である。
【００７１】
上述の実施形態においては、人力により加圧プレート３００の加圧動作を行うものであるが、作業現場では人力による加圧動作を要せず、更に簡易に加圧プレート３００の加圧動作を行うものが要請される。そこで、第４実施形態に係る加圧式浸透装置９００では、図９（ａ）に示すように、複数本の加圧シャフト６３１，６３２，６３３と、ハンドル６４０と、複数本の加圧シャフト６３１，６３２，６３３を支持する複数のシャフト受け６２１，６２２，６２３と、支柱６１０と、支柱６１０に設けられる第１定滑車６５１と、ワイヤーＷと、支柱６１０を支持する支持台６７０とを有する。
【００７２】
加圧シャフト６３１，６３２，６３３は、一方の端部が加圧プレート３００の他方の主面に当接固定されている。また、加圧シャフト６３１，６３２，６３３の他方の端部には、ハンドル６４０が取り付けられている。シャフト受け６２１，６２２，６２３は半円断面柱体の形状であり、加圧シャフト６３１，６３２，６３３を水平方向にスライド自在に支持する。支柱６１０は、複数段の柱体から構成されており、例えば第１支柱６１０ａと、第２支柱６１０ｂと、第３支柱６１０ｃとを有する。図９（ｂ）に示すように、第１支柱６１０ａの中腹部には第１支柱分岐６１１ａが設けられている。第１支柱分岐６１１ａは例えば板状体であり、第１支柱６１０ａを貫通して例えば溶接等により固定されている。第１支柱分岐６１１ａの両端部には、夫々シャフト受け６２２，６２３が取り付けられており、また第１支柱６１０ａの頂部にはシャフト受け６２１が取り付けられ、このようにして第１支柱６１０ａは、シャフト受け６２１，６２２，６２３を支持している。第１定滑車６５１は、第１支柱６１０ａに設けられており、水平方向に突出している。また、第２定滑車６５２は第２支柱６１０ｂに設けられており、第１定滑車６５１の下方に位置する。
【００７３】
ワイヤＷはハンドル６４０と錘６６０とを連結する。即ち、ワイヤＷの一方の端部は図９（ａ）及び（ｂ）で示されるように３方向に分岐しており、夫々がハンドル６４０に取り付けられている。３方向に分岐したワイヤＷのハンドル６４０への取付けは種々の形態を利用することができ、例えば３方向に分岐したワイヤＷの先端にフックを設け、対応するハンドル６４０の被取付け箇所にもフックを設ける形態を採用することができる。ワイヤＷの中間部が第１定滑車６５１に巻掛される共に第２定滑車６５２に掛けられている。ワイヤＷの他方の端部には錘６６０が吊下られている。ワイヤＷの錘６６０への取付けも種々の形態を利用することができ、例えばワイヤＷの先端にフックを設け、対応する錘の被取付け箇所にもフックを設ける形態を採用することができる。
【００７４】
支持台６７０は、袋状容器１００、ケイ酸塩浸透材を含有する吸水材２００、ハンドル６４０、支柱６１０、錘６６０等の支持台６７０より上方に設けられる全ての物を安定して支えられると共に、加圧浸透時の被加圧コンクリートからの反力による転倒モーメントにも耐えられるだけの重量と大きさを有する。
【００７５】
次に、第４実施形態に係る加圧式浸透装置９００の使用態様について説明する。
図１０（ａ）に示すように、支持台６７０の上に第３支柱６１０ｃを立設させ、その第３支柱６１０ｃに第２支柱６１０ｂを連結させ、更に第２支柱６１０ｂに第１支柱６１０ａを連結させる。次に、図１０（ｂ）に示す加圧シャフト６３１，６３２，６３３を、矢印Ｂ１で示すように夫々シャフト受け６２１，６２２，６２３に載置する。次に図９（ａ）で矢印Ａ８にて示すように袋状容器１００の開口部１０２を浸透対象となるコンクリート５００に向ける。そして、図９（ａ）に示すように、ワイヤＷの３方向に分岐している先端をハンドル６４０に取り付け、中間部を第１定滑車６５１に巻掛される共に第２定滑車６５２に掛け、ワイヤＷの他方の端部に錘６６０を取り付ける。これにより、図９（ａ）に矢印Ａ５で示すように錘６６０によりワイヤＷが鉛直下方に張力を受け、第１定滑車６５１に巻掛されているワイヤＷが図９（ａ）に矢印Ａ６で示す方向に張力を受け、図９（ａ）に矢印Ａ７で示す方向にハンドル６４０及び加圧シャフト６３１，６３２，６３３が移動し、これにより加圧プレート３００が全加力を受け、袋状容器１００の開口部１０２を浸透対象となるコンクリート５００に対して押し付ける。なお、全加力とは予め指定された錘６６０の重量に基づく加力である。加力とは、錘６６０に働く重力により生じるワイヤＷの張力によって、加圧プレート３００に伝達される加圧シャフトの圧縮力である。
【００７６】
本実施形態では、上述の第１実施形態に係る発明の効果に加えて、人力による加圧動作を要せずに錘６６０の重力により加圧動作を行うので、より加圧動作の省力化を図ることができる。また、支柱６１０は複数段からなる構成であるので、作業現場に到着する前はパーツごとに輸送して、それらを作業現場にて組み立てることで、利便性よく本実施形態の加圧式浸透装置９００を使用できる。更に、支柱６１０を使用することで、高い位置にある浸透対象に対しても容易にアルカリケイ酸塩浸透材を浸透できる。なお、上述の実施形態においては、支柱６１０は、三段の柱体から構成されていたが、このような形態に限定されず、浸透対象の高さに応じて種々の段数に分割構成することができる。
【００７７】
また、上述の実施形態では、第２定滑車６５２は、第１支柱６１０ａに対して固着されているものであったが、図１１にて矢印で示すように、第２定滑車６５２を支える滑車軸６５２１は、第１支柱６１０ａに対して垂直方向に進退自在に構成することも可能である。この変形例によれば、仮に、浸透対象が地面に対して斜めに位置する場合であっても、滑車軸６５２１を第１支柱６１０ａに対して遠ざかる（進む）ように延伸することで、ワイヤＷに吊り下げられている錘６６０が支柱６１０に衝突することを避けることができる。そのため、支柱６１０の破損が起こりにくい。
【００７８】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について具体的に説明する。図１２（ａ）は、第５実施形態の加圧式浸透装置本体を示した断面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）における１２ｂ−１２ｂ一点鎖線における断面図である。
【００７９】
上述の第４実施形態に係る加圧式浸透装置９００は、錘６６０の重力により加圧動作を行うと共に、支柱６１０を用いて高い位置にある浸透対象にアルカリケイ酸塩浸透材を浸透するものであるが、施工可能な高さには限界があり、また壁面が傾斜している場合は、垂直からの傾斜角度（勾配）にも限度がある。高さの限界は約６ｍであり、傾斜勾配の限度は１／５程度である。そこで、第５実施形態に係る加圧式浸透装置９００では、図１２（ａ）に示すように、複数本の加圧シャフト６３１，６３２，６３３と、ハンドル６４０と、複数本の加圧シャフト６３１，６３２，６３３を支持する複数のシャフト受け６２１，６２２，６２３と、支持体６７０と、支持体６７０に設けられる第１定滑車６５１と、ワイヤーＷと、複数の吸盤７１１，７１２，７１３と、複数の吸盤７１１，７１２，７１３を連結する連結軸体７３０と、結合体６８０とを有する。
【００８０】
加圧シャフト６３１，６３２，６３３は、一方の端部が加圧プレート３００の他方の主面に当接固定されている。また、加圧シャフト６３１，６３２，６３３の他方の端部には、ハンドル６４０が取り付けられている。シャフト受け６２１，６２２，６２３は半円断面柱体の形状であり、加圧シャフト６３１，６３２，６３３を水平方向にスライド自在に支持する。支持体６７０は柱形状であり、支持体６７０の中腹部には支持体分岐６７１が設けられている。支持体分岐６１１ａは例えば板状金属体（フラットバー）であり、支持体６７０を貫通して例えば溶接等により固定されている。支持体分岐６７１の両端部には、夫々シャフト受け６２２，６２３が取り付けられており、また支持体６７０の頂部にはシャフト受け６２１が取り付けられ、このようにして支持体６７０は、シャフト受け６２１，６２２，６２３を支持している。第１定滑車６５１は、支持体６７０に設けられており、水平方向に突出している。また、第２定滑車６５２も支持体６７０に設けられており、第１定滑車６５１の下方に位置する。
【００８１】
ワイヤＷはハンドル６４０と錘６６０とを連結する。即ち、ワイヤＷの一方の端部は図１１（ａ）及び（ｂ）で示されるように３方向に分岐しており、夫々がハンドル６４０に取り付けられている。３方向に分岐したワイヤＷのハンドル６４０への取付けは種々の形態を利用することができ、例えば第４実施形態で説明したようにフックにて取り付けることが可能である。ワイヤＷの中間部が第１定滑車６５１に巻掛される共に第２定滑車６５２に掛けられている。ワイヤＷの他方の端部には錘６６０が吊下られている。ワイヤＷの錘６６０への取付けも種々の形態を利用することができ、例えば第４実施形態で説明したようにフックにて取り付けることが可能である。
【００８２】
図１２（ｂ）に示すように、吸盤７１１，７１２，７１３は、後述するように、浸透対象であるコンクリート５００に吸着させるためのものであり、これらは同心円周上に均等間隔に配置されている。図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、連結軸体７３０は、夫々が略Ｌ字形状の連結軸７３１ａ，７３１ｂ，７３１ｃを中央部７３２から放射状に配置して構成され、吸盤７１１，７１２，７１３を連結する。
【００８３】
図１３（ｂ）に示すように、連結軸体７３０の中央部７３２の内部には、雌溝部７３３が形成されている。また、支持体６７０の中腹部に設けられている結合体６８０には雄溝部６８１が形成されている。そして、雌溝部７３３に雄溝部６８１が嵌め込まれることにより、連結軸体７３０と支持体６７０とが直結される。
【００８４】
次に、第５実施形態に係る加圧式浸透装置９００の使用態様の一例について説明する。まず、図１３（ｂ）にて矢印Ｂ３で示すように、吸盤７１１，７１２，７１３を浸透対象であるコンクリート５００に吸着させる。次に図１３（ｂ）にて矢印Ｂ２で示すように、雌溝部７３３に雄溝部６８１を嵌め込ませて、連結軸体７３０と支持体６７０とを直結させる。そして、図１３（ａ）に示すように、加圧シャフト６３１，６３２，６３３を、矢印Ｂ４で示すように夫々シャフト受け６２１，６２２，６２３に載置する。そして、図１２（ａ）に示すように、ワイヤＷの３方向に分岐している先端をハンドル６４０に取り付け、中間部を第１定滑車６５１に巻掛される共に第２定滑車６５２に掛け、ワイヤＷの他方の端部に錘６６０を取り付ける。これにより、図１２（ａ）に矢印Ａ５で示すように錘６６０によりワイヤＷが鉛直下方に張力を受け、第１定滑車６５１に巻掛されているワイヤＷが図１２（ａ）に矢印Ａ６で示す方向に張力を受け、図１２（ａ）に矢印Ａ７で示す方向にハンドル６４０及び加圧シャフト６３１，６３２，６３３が移動し、これにより加圧プレート３００が加圧されて、袋状容器１００の開口部１０２を浸透対象となるコンクリート５００に対して押し付ける。なお、上述の加圧式浸透装置９００の使用態様では、Ｂ３→Ｂ２→Ｂ４の順番で加圧式浸透装置９００を設置したが、このような形態に限定されない。
【００８５】
本実施形態では、上述の第１実施形態に係る発明の効果に加え、人力による加圧動作を要せずに錘６６０の重力により加圧動作を行うので、より加圧動作の省力化を図ることができる。更に、第５実施形態では各パーツに重量を要するものを使用していないので、作業現場に到着する前にパーツごとに輸送して、それらを作業現場にて組み立てることで、利便性よく本実施形態の加圧式浸透装置９００を使用できる。その上、浸透対象であるコンクリート面の傾斜角度に対しても、基本的には制約を受けない長所がある。従って上向きの施工に好適に適用可能である。
【００８６】
なお、浸透対象となるコンクリート５００の表面には凹凸が存在することがあり、そのため吸盤７１１，７１２，７１３が浸透対象面に吸着しにくいことも考えられる。そのため、真空ポンプ装置を使用して、吸盤７１１，７１２，７１３の吸盤内部の空間を減圧させて、浸透対象面に吸盤７１１，７１２，７１３が吸着しやすくさせることも可能である。
【００８７】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について具体的に説明する。図１４は、第６実施形態の加圧式浸透装置本体を示した断面図である。
【００８８】
図１４に示すように、本実施形態に係る加圧式浸透装置９００は、アルカリケイ酸塩浸透材を貯留する液槽８８０と、吸水材２００にアルカリケイ酸塩浸透材を導入する導入パス９１０と、吸水材２００に含まれるアルカリケイ酸塩浸透材を排出する排出パス９２０とを有する。
【００８９】
導入パス９１０は、管路９１３と、ポンプ９１５と、三股管路９１４と、例えば合成ゴム製等の可撓性を有するホース９１２とを有する。三股管路９１４は、吸水材２００に直結する端部９１４ｃと、別の端部９１４ａ及び９１４ｂを有する。ホース９１２は、三股管路９１４の端部９１４ａと管路９１３の他方の端部とを連結する。ホース９１２の長さは、作業現場の状況に応じて適宜設定することができる。管路９１３の一方の端部は、液槽８８０内部に貯留されるアルカリケイ酸塩浸透材に浸漬される。三股管路９１４の端部９１４ａの付近には第１弁９１１ａが設けられ、端部９１４ｂの付近には第２弁９１１ｂが設けられる。また、管路９１３の他方の端部には第４弁９１１ｃが設けられる。ポンプ９１５は管路９１３の第４弁９１１ｃと液槽８８０の中間位置に取り付けられており、液槽８８０に貯留されているアルカリケイ酸塩浸透材を吸引するものである。第４弁９１１ｃは逆止弁であり、アルカリケイ酸塩浸透材の逆流を防止する。
【００９０】
排出パス９２０は、管路９２３と、管路９２４と、例えば合成ゴム製等の可撓性を有するホース９２２とを有する。管路９２４の一方の端部の付近には第３弁９２４が設けられる。ホース９２２は、管路９２４の他方の端部と管路９２３とを連結する。ホース９２２の長さも、作業現場の状況に応じて適宜設定することができる。
【００９１】
次に、第６実施形態に係る加圧式浸透装置９００の使用態様について説明する。加圧プレート３００を加圧して吸水材２００に含有されるアルカリケイ酸塩浸透材を浸透対象に浸透させる際には、第１弁９１１ａ、第２弁９１１ｂ、及び第３弁９２４は閉じられている。そして、浸透対象へのアルカリケイ酸塩浸透材の浸透が一旦終了すると、加圧プレート３００の全加圧状態を維持しながら、第３弁９２４を開く。これにより、吸水材２００に残留していたアルカリケイ酸塩浸透材が、ホース９２２を経由して液槽８８０に排出される。次に、加圧プレート３００への加圧を０にして、吸水材２００をほぼ空気のみが含有される状態にして、次の浸透対象位置に加圧式浸透装置９００を設置させる。次に第３弁９２４を閉じ、第２弁９１１ｂを開き、再び全加力を加えて吸水材２００中の空気を抜く。更に第２弁９１１ｂを閉じ、加力を初期加力にまで軽減してその状態を保つ。なお、ここで初期加力とは、吸水材２００にポンプ９１５によってアルカリケイ酸塩浸透材を充填する際に、袋状容器１００の肉薄部１１０からの液漏れを支障のない程度に抑制するために予め加えられる最小限の加力である。次に、第１弁９１１ａを開き、ポンプ９１５を作動させてアルカリケイ酸塩浸透材の吸水を始める。吸水材２００にアルカリケイ酸塩浸透材が十分に含有されたと判断したらポンプ９１５を停止する。そして第１弁９１１ａを閉じた上で加圧プレート３００に全加力を加えて吸水材２００に含有されるアルカリケイ酸塩浸透材を浸透対象に浸透させる。以上が第６実施形態に係る加圧式浸透装置９００の使用態様の１サイクルである。
【００９２】
本実施形態では、上述の第１実施形態に係る発明の効果に加え、吸水材２００へのアルカリケイ酸塩浸透材の補給がスムーズに行うことができるので、作業効率が格段に向上する。
【００９３】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について具体的に説明する。図１５は、第７実施形態の加圧式浸透装置本体を示した断面図である。
【００９４】
上述の第４実施形態では、浸透作業を行う際はワイヤＷの端部に錘６６０を取付け、浸透作業が終了するとワイヤＷの端部から錘６６０を取り外していたが、錘６６０は例えば３０〜１００キログラム程度の重量を有するものであり、錘６６０の着脱作業は労力を要することがある。そこで、本実施形態に係る加圧式浸透装置９００は、錘６６０を支える錘支持板８５５と、その錘支持板８５５を上下方向に自在に移動させる錘支持板移動部８９５とを有する。
【００９５】
錘支持板移動部８９５は、支柱６１０に設けられる溝部８５１と、溝部８５１と噛み合う一対の内歯車８５３，８５４と、ケース８５２とを有する。錘支持板８５５は、ケース８５２に垂直方向に張り出して取り付けられている。内歯車８５３，８５４を自在に回転させることにより、ケース８５２が上下に移動し、それに伴い錘支持板８５５も上下に移動する。錘支持板８５５の上面には弾性マット８５６が設けられている。弾性マット８５６の材質は特に限定されないが、錘６６０を載置した場合にその厚みが約１／３程度になる弾性を有するものであるならば適宜使用することができ、例えば硬質スポンジ、発泡樹脂、防振ゴムパッド等を使用することができる。
【００９６】
次に第７実施形態に係る加圧式浸透装置９００の使用態様を説明する。まず浸透作業を行わない場合は、ワイヤＷ及び錘６６０を取り付けたままにして、錘支持板移動部８９５を上方向に移動させて錘６６０を上方向に移動させ、ワイヤＷを弛ませることによりハンドル６４０にワイヤＷの張力が係らないようにする。そして浸透作業を行う場合は、図１５に示すように、錘支持板移動部８９５を下方向に移動させて、錘６６０と錘支持板８５６とを離間させ、ワイヤＷに張力を掛ける。従って、錘６６０の着脱作業を行うことなく、ハンドル６４０にワイヤＷの張力をかけることができ、加圧式浸透装置９００の利便性が更に向上する。また、錘６６０を弾性マット８５６に載置させるため、ワイヤＷに係る張力を微差にて調整することができる。例えば上述の第６実施形態において、吸水材２００へのアルカリケイ酸塩浸透材の充填を機械的に行う場合、アルカリケイ酸塩浸透材の充填の直前に初期加力を設けることが好ましい。即ち、加力は１００％又は０％ではなくその中間の数％が必要であり、しかもこの数％の加力は袋状容器１００の肉薄部１１０からのアルカリケイ酸塩浸透材の漏れ具合を見た上での現場調整で決定される。本実施形態に係る構成によればこのような初期加力を容易に調整することができる。
【００９７】
内歯車８５３，８５４を回転させ、錘支持板移動部８９５を上下に移動させる機構は特に限定されるものではなく種々の機構を採用することができるが、その一例として図１６（ａ）に示すように、内歯車８５３と同軸の外歯車８５７と、内歯車８５４と同軸であり外歯車８５７と噛み合う外歯車８５８と、外歯車８５７と噛み合う小歯車８５７１と、小歯車８５７１を回転させる回転レバー８５９とを設けることが可能である。この錘支持板移動部８９５の作動は、回転レバー８５９を回転させることにより、小歯車８５７１が回転し、それに伴い外歯車８５７,８５８が回転し、それらと同軸である内歯車８５３，８５４も回転し、錘支持板移動部８９５が上下に移動する。小歯車８５７１の半径ａ、外歯車８５７,８５８の半径ｂ、内歯車８５３，８５４の半径ｃ、回転レバー８５９の長さＡ、錘６６０の質量Ｗｔ、回転レバー８５９を回転させる力Ｆ１とすると（なお、ｂ＞ｃ＞ａとする。）、Ｆ１×（ｂＡ／ａ）＞Ｗｔ×ｃであるような力Ｆ１を回転レバー８５９に加えることにより、錘支持板移動部８９５は上昇可能である。錘６６０の重量が例えば１００キログラム程度の場合であっても、小歯車８５７１の半径ａ、外歯車８５７,８５８の半径ｂ、内歯車８５３，８５４の半径ｃ、回転レバー８５９の長さＡを夫々適宜設計することにより、力Ｆ１を５キロ程度の加力にて錘支持板移動部８９５を上昇移動させることができる。そして図１６（ａ）に示すように、錘６６０を弾性マット８５６に緩やかに接触させるように吊しながら、回転レバー８５９を微妙に回転調整することで、上述した初期加力を微調整することができる。
【００９８】
また、図１６（ｂ）に示すように、角度調整アーム８９１と角度調整山形部８９０とを設けることも可能である。角度調整アーム８９１には下向きの鋸状切り込みが設けられており、角度調整山形部８９０の山部と噛み合う。角度調整アーム８９１の下端部は丁番にて錘支持板８５５に取り付けられている。この構成により、錘支持板８５５をより強固にケース８５２に固定できる。また、角度調整アーム８９１の鋸状切り込みの何れかの歯を、角度調整山形部８９０の山部に適宜調整して噛み合せることで、錘支持板８５５を任意角度にて斜めに傾かせることができる。これにより、仮に塗布対象が床面に対して傾斜しているような場合でも、錘６６０を錘支持板８５５に適切に載置させることができる。
【００９９】
（第９実施形態）
次に、本発明の第９実施形態について具体的に説明する。図１７は、第９実施形態の加圧式浸透装置本体を示した断面図である。
【０１００】
本実施形態に係る加圧式浸透装置９００は、地上支持体８７１に支持支柱８７４，８７５が立設されており、支持支柱８７４，８７５には第２作業場８７２及び第３作業場８７３が設けられている。地上支持体８７１と第２作業場８７２との距離は特に限定されるものではないが、例えば２．０ｍ〜２．３ｍである。また、第２作業場８７２と第３作業場８７３との距離も例えば２．０ｍ〜２．３ｍである。この構成によれば、高さ７ｍ程度までのコンクリート壁面に対する浸透作業が可能になる。従って、土木分野での加圧式浸透装置９００の使用は広範囲に考えられ、例えば橋脚橋梁、擁壁、防潮堤、導水路、水槽、隧道等の工事現場において種々の浸透対象に対して使用できる。一方、第３作業場８７３以上の高さに更なる作業場を形成することは転倒モーメントが大きくなるため、作業現場における物的及び人的安全面を考慮して、建築分野では、本実施形態による浸透作業は通常の建物では２階以下に限られることが好ましい。
【０１０１】
（その他の実施形態）
〔中性化したコンクリートの再生〕
上述の実施形態では、アルカリケイ酸塩浸透材をコンクリートの劣化防止のために浸透させたが、中性化したコンクリートの再生としても使用することができる。コンクリートが酸若しくは二酸化炭素の侵入によって、内部の水酸化カルシウムが溶出又は炭酸化して、ｐＨが１１．５以下になると、鉄筋の被膜が破壊され、腐食反応が始まる。中性化したコンクリートの塩基性を回復し、且つ水酸化カルシウムを補充するには、下記式２に示すように次の２剤を別個に浸透させて、内部に水酸化カルシウムの結晶と、その飽和溶液とが共存する状態を作り出せばよい。
【０１０２】
【化２】
【０１０３】
ＮａＯＨ、Ｃａ（ＮＯ３）２、ＮａＮＯ３はともに水溶性であり、Ｃａ（ＯＨ）２の水に対する溶解度は小さい（０．１８５ｇ／１００ｃｍ３）ので、結晶化して長期間ｐＨを１２以上に保つことができる。従来は、上記の２剤を有効にコンクリート内部に浸透させる手段は無かったが、本実施形態に係る加圧式浸透装置９００を使用してＮａＯＨ水溶液及びＣａ（ＮＯ３）２水溶液を、順を前後して鉄筋の位置を越える深さまで浸透させることにより、中性化したコンクリートの塩基性を大幅に回復させることができる。
【０１０４】
〔撥水剤の加圧浸透による紫外線劣化の防止〕
コンクリート用の撥水剤としては、シラン系とシリコーン系とが使用されている。通常はこれらの撥水剤は、スプレー方式により塗布若しくは浸透がなれているものの、コンクリートへの浸透深さはシラン系でせいぜい４ｍｍ以下であり、シリコーン系はコンクリート表面に付着するだけでほとんど浸透しない。また、スプレー方式による撥水剤の塗布若しくは浸透では浸透材の無駄も生じる。更にシラン系及びシリコーン系の撥水剤は紫外線と太陽熱とによる劣化及び分解が生じる。外部環境にも依存するが、通常は速ければ３年で、大半の撥水剤は５〜１０年でほとんど撥水効果がなくなる。そこで、本実施形態に係る加圧式浸透装置９００を使用して、シラン系若しくはシリコーン系の撥水剤をコンクリートに浸透させることにより、１ｃｍ以上の深さまで撥水剤を浸透させることができる。その結果、外部からの紫外線又は太陽熱の影響が著しく軽減されるので、撥水材の劣化が生じにくく分解されにくい。
【実施例】
【０１０５】
アルカリケイ酸塩浸透材のような高分子コロイドと、硝酸カルシウム溶液のような単分子又はイオン解離性溶液とについて、コンクリートへの浸透と液圧との関係を調べるために図１８に示す方法で試験をした。なお、加圧浸透装置において生ずる液圧と、この試験での被験液の液柱高さとは、（Ｗ−ＷＬ）／Ａ＝ρＨの関係がある。ここで、Ｗは錘の重量（ｇ）であり、ＷＬは加圧プレートが袋状容器と吸水材そのもの（吸水材にアルカリケイ酸塩浸透材等の液体が含まれていない状態）を圧縮するのに要する力（ｇ）であり、Ａは吸水材の開口面積（ｃｍ３）であり、Ｈは被験液の液柱の高さ（ｃｍ）であり、ρは被験液の比重（ｇ／ｃｍ３）である。即ち、加圧プレートへの加力から袋状容器及び吸水材そのものの圧縮に使われる力を引いたものを、吸水材の開口面積で除した値は、液に加わる圧力であり、それは被験液の液柱の高さにその比重を乗じたものに等しい。図１８に示すように、コンクリート標準試験体８６２に、直管付きガラスロート８６１を立設させた。コンクリート標準試験体８６２は、直径１００ｍｍ×２００ｍｍであった。コンクリート標準試験体８６２は、対セメント重量比で、砂を２．５質量％、砂利を２．７質量％含有するものであった。水（Ｗ）とセメント（Ｃ）との比Ｗ／Ｃは０．６６であった。直管付きガラスロート８６１の円錐部の最大開口部分の直径は７５ｍｍであり、細管部の直径は１０ｍｍであった。直管付きガラスロート８６１内部には、アルカリケイ酸塩浸透材８６３が封入された。コンクリート標準試験体８６２の上端部には、周状にブチルゴム両面接着テープ８６５が接着されており、更にブチルゴム両面接着テープ８６５の上には周状に接着テープ８６６が巻かれた。巻かれている接着テープ８６６の上端は、コンクリート標準試験体８６２の上端部よりも僅かに上方にせり出していた。そして接着テープ８６６と直管付きガラスロート８６１との間にはシリコンシール８６４が充填された。コンクリート標準試験体８６２は、１つのロット（第１のロット）から６個用意し、また別のロット（第２のロット）から更に６個用意し、合計で１２個用意した。
【０１０６】
ガラスロート８６１に所定の高さＨまで被験液を注入すると同時に測定を開始し、絶えず最初に注入した高さＨを維持するように被験液を補充し、測定時点でのそれまでの被験液の補充量を測定した。図１８に示すように、被験液の高さＨは、直管付きガラスロート８６１の円錐部の最大開口部分からの高さであった。この被験液の補充量を、ガラスロート８６１の底面積（３.７５ｃｍ×３．７５ｃｍ×３．１４＝４４．２ｃｍ２）で除した数値が、単位面積あたりのその経過時間までの総浸透量になる。
【０１０７】
被験液は、水とアルカリケイ酸塩浸透材を使用した。被験液には、試験終了後にコンクリート標準試験体を割裂して浸透深さを目視して確認するために、着色材としてクロム酸カリウムを少量混入した。クロム酸イオンはそれ自体黄褐色を呈するので液とともに浸透してコンクリートを着色する。なお、水は単分子若しくは電解質水溶液の代表として、一方アルカリケイ酸塩浸透材は高分子コロイドの代表として試験を行った。
【０１０８】
被験液として水を使用し、第１のロットの試験体６個を使い、被験液の高さＨが２ｃｍ、４ｃｍ、６ｃｍ、８ｃｍ、１４ｃｍ、２０ｃｍの夫々についての時間経過に伴う浸透量の増加を測定した。この結果を図１９に示す。高さＨが２ｃｍの場合は明らかに浸透速度が低かった。高さＨが４ｃｍと６ｃｍと比較してみると、ごく僅かではあるが４ｃｍの方が６ｃｍよりも上回っているものの、これはコンクリート標準試験体８６２内部の構造のバラツキによるものと考察される。高さＨが８ｃｍ以上の場合は、一部において逆転現象が見られるものの、浸透速度において差はほとんどなかった。
【０１０９】
次に、被験液としてアルカリケイ酸塩浸透材を使用し、第２ロットの試験体６個を使い、被験液の高さＨが８ｃｍ、１４ｃｍ、２０ｃｍの夫々についての時間経過に伴う浸透量の増加を測定した。試験は２回行い、その平均値を測定結果とした。この結果を図２０に示す。なお、アルカリケイ酸塩浸透材において、〔Ｓｉ〕＝２．０ｍｏｌ／リットル,〔Ｎａ〕／〔Ｓｉ〕＝１．５であった。被験液がアルカリケイ酸塩浸透材の場合は被験液が水の場合と比較して、加圧力の差が明白に現れた。また、アルカリケイ酸塩浸透材の場合、圧力大きくなると浸透量は一層大きくなっていた。しかしながら、アルカリケイ酸塩浸透材の場合は水の場合と比較して、浸透量の絶対値は極めて小さく、その比も時間とともに小さくなっていた。即ち、高さＨが２０ｃｍのアルカリケイ酸塩浸透材の場合でも、高さＨが８〜２０ｃｍの水の場合と比較して、浸透量の比は、０．５時間で約１／３、１時間で約１／４、２時間で約１／５、４時間で約１／６のように時間とともに小さくなっていた。上記の実験結果により、アルカリケイ酸塩浸透材のような水和力の大きい高分子コロイドが如何にコンクリートに浸透しにくいかが実証された。アルカリケイ酸塩浸透材によるコンクリートの吸水抑制効果が持続するためには、２ｃｍ程度以上の深さまでのアルカリケイ酸塩とカルシウムイオンとの結合によるゲル生成が望ましい。しかし、通常の施工法つまり刷毛、ローラーによる塗布又はスプレーによる吹付けでは、垂直壁面への液の付着はせいぜい０．２ｍｍ程度であり、仮にその全量が浸透したとしても浸透深さは４ｍｍ程度に過ぎない。本発明に係る加圧式浸透装置９００によれば、例えば液柱Ｈ＝２０ｍｍとして約３時間の加圧により上記の目標を達成できる。まして水酸化ナトリウム、硝酸カルシウム、シラン系化合物のような単分子又はイオン解離性の溶液であれば、より少ない液圧及び加圧時間でより深く浸透させることが容易であり、例えば通常の鉄筋の位置を越える深さ（６０ｍｍ以上）までの浸透も容易であり、そのため中性化したコンクリートの塩基性を回復させ、また、撥水剤の効果を著しく長期間にわたり持続させることが可能となる。上述の実施例により、本発明に係る加圧式浸透装置９００が、アルカリケイ酸塩浸透材及び他の一部の有用な化学物質の溶液をコンクリートに浸透させるために極めて有益であることが示された。
【符号の説明】
【０１１０】
１００：袋状容器
１０１：袋底部
１０２：開口部
１１０：肉薄部
２００：吸水材
３００：加圧プレート
３１０：加圧シャフト
３２０：ハンドル
４１１：第１蝶番軸受け
４１２：第２蝶番軸受け
４２０：蝶番ヒンジ
５００：コンクリート
６１０：支柱
６２１：シャフト受け
６２２：シャフト受け
６２３：シャフト受け
６３１：加圧シャフト
６３２：加圧シャフト
６３３：加圧シャフト
６４０：ハンドル
６５１：第１定滑車
６５２：第２定滑車
６６０：錘
６７０：支持体
６８０：結合体
６８１：雄溝部
７１１：吸盤
７１２：吸盤
７１３：吸盤
７３０：連結軸体
７３２：中央部
７３３：雌溝部
８５１：溝部
８５２：ケース
８５３：内歯車
８５４：内歯車
８５５：錘支持板
８５６：弾性マット
８５７：外歯車
８５８：外歯車
８５９：回転レバー
８６１：直管付きガラスロート
８６２：コンクリート標準試験体
８８０：液槽
８９０：角度調整山形部
８９１：角度調整アーム
８９５：錘支持板移動部
９１０：導入パス
９１２：ホース
９１５：ポンプ
９２０：排出パス
９２２：ホース
９００：加圧式浸透装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口縁が内側に向けて曲成されその縁部が前記開口縁に向けて肉薄になるように肉厚が変化し、側部が蛇腹状をなし弾性変形する袋状容器と、前記袋状容器の内部に充填され、吸水性を有し圧縮されて排水する吸水材と、前記袋状容器の袋底部に設けられ剛性を有し前記袋状容器の内容積を縮小するために加圧される加圧プレートとを有することを特徴とする加圧式浸透装置。
【請求項２】
前記吸水材は、スポンジ状の多孔性弾性体であることを特徴とする請求項１記載の加圧式浸透装置。
【請求項３】
前記吸水材は、繊維を織らずに絡み合わせた不織構造体又は不織布を積層させた積層不織布構造体であることを特徴とする請求項１記載の加圧式浸透装置。
【請求項４】
前記袋状容器の開口部の外側に、突出するように均等間隔で形成された複数の第１蝶番軸受けと、前記加圧プレートの側面に、突出するように均等間隔で形成された複数の第２蝶番軸受けと、開き角度が一定値以下に制限されており、前記第１蝶番軸受けと前記第２蝶番軸受けとを接続する複数の蝶番ヒンジとを有する蝶番ユニットを有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の加圧式浸透装置。
【請求項５】
一方の端部が前記加圧プレートに当接固定される加圧シャフトと、前記加圧シャフトの他方の端部に設けられるハンドルとを有し、前記ハンドルを加圧することにより、前記加圧シャフトが前記加圧プレートを加圧することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の加圧式浸透装置。
【請求項６】
一方の端部が前記加圧プレートに当接固定される複数本の加圧シャフトと、前記複数本の加圧シャフトの他方の端部に設けられるハンドルと、前記複数本の加圧シャフトを水平方向にスライド自在に支持する半円断面柱体の複数のシャフト受けと、前記複数のシャフト受けを支持する支柱と、前記支柱に設けられ水平方向に突出する定滑車と、一方の端部が前記ハンドルに取り付けられ、中間部が前記定滑車に巻掛され、他方の端部に錘が吊下られるワイヤーと、前記支柱を支持する支持台とを有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の加圧式浸透装置。
【請求項７】
前記錘を支える錘支持板と、前記錘支持板を上下方向に移動させる錘支持板移動部とを有することを特徴とする請求項６記載の加圧式浸透装置。
【請求項８】
一方の端部が前記加圧プレートに当接固定される複数本の加圧シャフトと、前記複数本の加圧シャフトの他方の端部に設けられるハンドルと、前記複数本の加圧シャフトを水平方向にスライド自在に支持する複数の半円断面柱体のシャフト受けと、前記複数のシャフト受けを支持する支持体と、前記支持体に設けられ水平方向に突出する定滑車と、一方の端部が前記ハンドルに取り付けられ、中間部が前記定滑車に巻掛され、他方の端部に錘が吊下られるワイヤーと、同心円周上に均等間隔に設けられた複数の吸盤と、複数の連結軸が前記同心円の中央から放射状に配置されて前記複数の吸盤を連結する連結軸体と、前記連結軸体と前記支持体とを直結する結合体とを有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の加圧式浸透装置。
【請求項９】
溶液を貯留する液槽と、前記吸水材に前記溶液を導入する導入パスと、前記吸水材に含まれる溶液を排出する排出パスとを有することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の加圧式浸透装置。
【請求項１】
開口縁が内側に向けて曲成されその縁部が前記開口縁に向けて肉薄になるように肉厚が変化し、側部が蛇腹状をなし弾性変形する袋状容器と、前記袋状容器の内部に充填され、吸水性を有し圧縮されて排水する吸水材と、前記袋状容器の袋底部に設けられ剛性を有し前記袋状容器の内容積を縮小するために加圧される加圧プレートとを有することを特徴とする加圧式浸透装置。
【請求項２】
前記吸水材は、スポンジ状の多孔性弾性体であることを特徴とする請求項１記載の加圧式浸透装置。
【請求項３】
前記吸水材は、繊維を織らずに絡み合わせた不織構造体又は不織布を積層させた積層不織布構造体であることを特徴とする請求項１記載の加圧式浸透装置。
【請求項４】
前記袋状容器の開口部の外側に、突出するように均等間隔で形成された複数の第１蝶番軸受けと、前記加圧プレートの側面に、突出するように均等間隔で形成された複数の第２蝶番軸受けと、開き角度が一定値以下に制限されており、前記第１蝶番軸受けと前記第２蝶番軸受けとを接続する複数の蝶番ヒンジとを有する蝶番ユニットを有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の加圧式浸透装置。
【請求項５】
一方の端部が前記加圧プレートに当接固定される加圧シャフトと、前記加圧シャフトの他方の端部に設けられるハンドルとを有し、前記ハンドルを加圧することにより、前記加圧シャフトが前記加圧プレートを加圧することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の加圧式浸透装置。
【請求項６】
一方の端部が前記加圧プレートに当接固定される複数本の加圧シャフトと、前記複数本の加圧シャフトの他方の端部に設けられるハンドルと、前記複数本の加圧シャフトを水平方向にスライド自在に支持する半円断面柱体の複数のシャフト受けと、前記複数のシャフト受けを支持する支柱と、前記支柱に設けられ水平方向に突出する定滑車と、一方の端部が前記ハンドルに取り付けられ、中間部が前記定滑車に巻掛され、他方の端部に錘が吊下られるワイヤーと、前記支柱を支持する支持台とを有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の加圧式浸透装置。
【請求項７】
前記錘を支える錘支持板と、前記錘支持板を上下方向に移動させる錘支持板移動部とを有することを特徴とする請求項６記載の加圧式浸透装置。
【請求項８】
一方の端部が前記加圧プレートに当接固定される複数本の加圧シャフトと、前記複数本の加圧シャフトの他方の端部に設けられるハンドルと、前記複数本の加圧シャフトを水平方向にスライド自在に支持する複数の半円断面柱体のシャフト受けと、前記複数のシャフト受けを支持する支持体と、前記支持体に設けられ水平方向に突出する定滑車と、一方の端部が前記ハンドルに取り付けられ、中間部が前記定滑車に巻掛され、他方の端部に錘が吊下られるワイヤーと、同心円周上に均等間隔に設けられた複数の吸盤と、複数の連結軸が前記同心円の中央から放射状に配置されて前記複数の吸盤を連結する連結軸体と、前記連結軸体と前記支持体とを直結する結合体とを有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の加圧式浸透装置。
【請求項９】
溶液を貯留する液槽と、前記吸水材に前記溶液を導入する導入パスと、前記吸水材に含まれる溶液を排出する排出パスとを有することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の加圧式浸透装置。
【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】
【公開番号】特開２０１０−１８９８７１（Ｐ２０１０−１８９８７１Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３３０５８（Ｐ２００９−３３０５８）
【出願日】平成２１年２月１６日（２００９．２．１６）
【出願人】（５０５０５１０２４）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１６日（２００９．２．１６）
【出願人】（５０５０５１０２４）
【Ｆターム（参考）】
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