放電破砕用充填材及びこれを用いた放電破砕方法
【課題】破砕対象物の面に形成された溝内や孔内に充填されて溝内や孔内からの漏れを防止可能な放電破砕用充填材を提供する。
【解決手段】本発明による放電破砕用充填材は、破砕対象物６０の面に形成された溝や孔６１の内部に設置される電極装置の放電により生じる圧力を溝や孔６１の内面に伝達するために電極装置の放電部を取り囲むように溝や孔６１の内部に設けられる放電破砕用充填材４２であって、ゲルにより形成されたことを特徴とする。例えば、ゲルが、水５１を吸水した高吸水性樹脂５２により形成された含水ゲルである。
【解決手段】本発明による放電破砕用充填材は、破砕対象物６０の面に形成された溝や孔６１の内部に設置される電極装置の放電により生じる圧力を溝や孔６１の内面に伝達するために電極装置の放電部を取り囲むように溝や孔６１の内部に設けられる放電破砕用充填材４２であって、ゲルにより形成されたことを特徴とする。例えば、ゲルが、水５１を吸水した高吸水性樹脂５２により形成された含水ゲルである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は破砕対象物の面に形成された溝内や孔内に充填されて溝内や孔内からの漏れを防止可能な放電破砕用充填材及びこれを用いた放電破砕方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
岩石、岩盤、コンクリート構造物などの破砕対象物を破砕するために放電破砕装置を用いた放電破砕方法が知られている（特許文献１；２参照）。
放電破砕装置５０Ａは、図５に示すように、パルスパワー源８０、発電機等の電源部８１、電極装置７０を備える。
パルスパワー源８０は、大容量のコンデンサ８２及びスイッチ８３，８４を備えた回路により形成される。図示しないが、パルスパワー源８０の回路は接地（アース）されている。
電源部８１は、コンデンサ８２の一方の極８２ｂに接続されるとともにコンデンサ８２の他方の極８２ａにスイッチ８３を介して接続される。
電極装置７０は、コンデンサ８２の一方の極８２ｂに接続された一方電極とコンデンサ８２の他方の極８２ａにスイッチ８４を介して接続された他方電極とこれら一方電極と他方電極とを絶縁する絶縁体とで形成される。例えば、＋電極のような一方電極としての棒状の内部導体７３と、内部導体７３の外周囲を被覆する筒状の絶縁体７４と、絶縁体７４の外周囲に設けられた−電極のような他方電極としての外部導体７５とにより構成される。即ち、電極装置７０は、内部導体７３と絶縁体７４と外部導体７５とが同軸状に配置された構成の同軸電極装置である。内部導体７３及び外部導体７５は、コネクタ７２及び接続ケーブル７１によりパルスパワー源８０に接続される。
外部導体７５は、内部導体７３の中心線に沿った方向に間隔を隔てて設けられた複数の浮遊電極７６を構成する。浮遊電極７６とは、電源側と電気的に絶縁された電極のことである。
絶縁体７４の先端７４ｔより突出して露出する内部導体７３の先端部により形成された先端電極７３ｔとこの先端電極７３ｔに最も近い浮遊電極７６である先端側浮遊電極７６ｔとの間で先端側放電ギャップ７７が形成され、互いに対向する浮遊電極７６同士の端部７６ｓと端部７６ｓとの間で中間側放電ギャップ７８が形成される。中間側放電ギャップ７８は複数形成される。
先端側放電ギャップ７７を隔てて配置された先端電極７３ｔと先端側浮遊電極７６ｔとによって放電部が形成される。中間側放電ギャップ７８を隔てて配置された浮遊電極７６と浮遊電極７６とによって放電部が形成される。即ち、電極装置は、複数の放電部を備える。
以上の構成の放電破砕装置５０Ａを用いた放電破砕方法を説明する。破砕対象物６０に孔６１を形成し、スイッチ８４及びスイッチ８３の非導通の状態で孔６１内に水などの電解液６３を注入してこの電解液６３中に電極装置７０の放電部を挿入する。スイッチ８３を導通してコンデンサ８２に電源部８１からの電荷を蓄積させる。そして、スイッチ８４を導通させて電極装置７０の放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物６０を破砕する。
【特許文献１】特開２００３−３１１１７５号公報
【特許文献２】特開２００３−３２０２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１；２では、孔６１内に電解液６３のない状態で放電を行った場合、放電によるエネルギーが孔６１の内面に効率的に伝達されず、破砕対象物６０を効率的に破砕できないため、破砕対象物６０に形成した孔６１内に圧力伝達媒体として機能する水（非圧縮体）などの電解液６３を注入し、この電解液６３中に電極装置７０の放電部を挿入して放電を行うようにしている。この場合、放電によるエネルギーによって押圧された圧力伝達媒体が孔６１の内面を押圧することによって破砕対象物６０を破砕したり、放電によるエネルギーによって圧力伝達媒体の一部が気化することで体積膨張して孔６１の内面を押圧することによって破砕対象物６０を破砕できる。
しかしながら、例えば、孔６１を形成した際に孔６１から破砕対象物６０の外面まで届くひび割れが生じた場合、圧力伝達媒体として機能させるために孔６１内に注入した電解液６３が孔６１からひび割れ部分を経由して破砕対象物６０の外に漏れてしまって孔６１内に電解液６３を留めておくことができないので、圧力伝達媒体を介在させることによって破砕対象物６０を効率的に破砕することができないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明による放電破砕用充填材は、破砕対象物の面に形成された溝や孔の内部に設置される電極装置の放電により生じる圧力を溝や孔の内面に伝達するために電極装置の放電部を取り囲むように溝や孔の内部に設けられる放電破砕用充填材であって、ゲルにより形成されたことを特徴とする。
ゲルが、水を吸水した高吸水性樹脂により形成された含水ゲルであることも特徴とする。
本発明による放電破砕方法は、破砕対象物の面に溝や孔を形成し、溝や孔の内部に電極装置の放電部と放電部を取り囲む圧力伝達媒体を設け、放電部及び圧力伝達媒体の設置された溝や孔の開口を被せ材で塞いだ状態で、放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物を破砕する放電破砕方法において、圧力伝達媒体として上述した放電破砕用充填材を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の放電破砕用充填材は、ゲルや、含水ゲルにより形成されたことにより、破砕対象物の面に形成された溝や孔から漏れない放電破砕用充填材を提供できる。よって、放電破砕の際に溝や孔の内部に電極装置の放電部と放電部を取り囲むように設けられる圧力伝達媒体として上記放電破砕用充填材を用いれば、放電破砕の際に溝や孔の内部に圧力伝達媒体を介在させて破砕対象物を効率的に破砕できる。
本発明の放電破砕方法によれば、圧力伝達媒体として上述した放電破砕用充填材を用いたので、破砕対象物の面に形成された溝や孔の内部に充填された放電破砕用充填材が溝や孔から漏れないので、放電破砕の際に溝や孔の内部に圧力伝達媒体を介在させて破砕対象物を効率的に破砕できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
最良の形態１
図１乃至図３は本発明の最良の形態１を示し、図１は放電破砕用充填材の作成方法及び使用方法を示し、図２は放電破砕装置及び破砕対象物を示し、図３は放電破砕方法の工程を示す。
【０００７】
図１を参照し、放電破砕方法に用いる放電破砕用充填材の作成方法及び使用方法を説明する。
放電破砕用充填材４２は、例えば、バケツなどの容器５０に入れた１リットルの水５１に粉末状の高吸水性樹脂（高分子材料（ポリマー））５２を５ｇ〜１０ｇ程度入れて１５分〜２０分程度放置することによって作成された含水ゲル（高分子ゲル）により形成される（図１（ａ）、図１（ｂ）参照）。この含水ゲルは、高吸水性樹脂５２が分散媒としての水５１を吸収し、高吸水性樹脂５２の高分子が架橋された三次元的な網目構造を備えて流動性を失った含水物質であって、液体と固体との中間の形態を持ち、柔軟性と弾力性を兼ね備えたものである。この含水ゲルにより形成された放電破砕用充填材４２が、岩石、岩盤、コンクリート構造物、コンクリート版などの破砕対象物６０の面に形成された孔６１内や、後述する破砕対象物６０としてのコンクリート版４の面５に形成された溝７内に充填されるとともに、電極装置３の放電部３０が上記孔６１内や溝７内に挿入されることによって、放電破砕用充填材４２が放電部３０（図２参照）を取り囲むように設けられて圧力伝達媒体５３として機能する（図１（ｃ）参照）。
【０００８】
高吸水性樹脂５２としては、例えば、ポリアクリル酸塩架橋物、デンプン−ポリアクリロニトリルグラフト共重合体、ビニルエステル−エチレン系不飽和カルボン酸共重合体ケン化物、逆相懸濁重合法により得られる自己架橋ポリアクリル酸塩、ポリビニルアルコール系重合体と環状酸無水物との反応生成物、ビニルアルコール・アクリル酸塩共重合体等が用いられる。
【０００９】
放電破砕用充填材４２は、流動性を失った含水ゲルにより形成されたため、例えば、孔６１や溝７から破砕対象物６０の外面までひび割れが生じている場合でも孔６１や溝７の内部に充填された放電破砕用充填材４２が水のようにひび割れ部分を経由して外に洩れることはない。
【００１０】
よって、破砕対象物６０の孔６１や溝７の開口を被せ材としての重り４３（図３（ｂ）参照）で塞いだ状態で、電極装置３に電圧を印可して放電部３０で放電を行わせると、放電破砕用充填材４２が電解液であるために放電しやすく、そして、この放電によるエネルギーによって押圧された放電破砕用充填材４２が非圧縮体であるために圧力伝達媒体５３として機能し、圧力伝達媒体５３が孔６１や溝７の内面を押圧することによって破砕対象物６０を破砕したり、放電によるエネルギーによって圧力伝達媒体５３の一部が気化することで体積膨張して孔６１や溝７の内面を押圧することによって破砕対象物６０を破砕するので、破砕対象物６０を効率的に破砕できる。
【００１１】
図２を参照し、放電破砕装置及び破砕対象物を説明する。
放電破砕装置１は、電源装置２、電極装置３を備える。
破砕対象物６０としての平板状のコンクリート版４は、例えば、縦の長さａが５００ｍｍ、横の長さｂが４００ｍｍ、厚さｄが１４０ｍｍである。縦５００ｍｍ、横４００ｍｍの表裏２つの面としての方形の面５；６のうち、上に向ける一方の面５には、例えば、幅ｅが２０ｍｍ〜２５ｍｍ程度、深さｆが５０ｍｍ程度の溝７が形成される。溝７は、一方の面５において互いに相対峙する一方の縁部８から他方の縁部９まで連続して延長し、上部１０及び両縁部１１；１１が開口する形状である。
本発明で定義する溝とは、溝の延長方向の長さ、即ち、溝長ａ（ここでは縦の長さａと同じ）が、幅ｅより長く形成された溝のことを言う。
本発明で定義する平板状とは、上述した厚さｄが、縦の長さａや横の長さｂよりも短い寸法の平板形状のことを言う。厚さｄは均一でも均一でなくてもよい。
【００１２】
電源装置２は、パルスパワー源１６、昇圧部１７、電極接続部１８を備える。
パルスパワー源１６は、コンデンサ２０及びスイッチ２１，２２を備えた回路１９により形成される。図示しないが、パルスパワー源１６の回路１９は接地（アース）されている。
昇圧部１７は、コンデンサ２０の一方の極２３に接続されるとともにコンデンサ２０の他方の極２４にスイッチ２１を介して接続される。コンデンサ２０の容量は例えば２００μＦ（マイクロファラッド）である。
電極接続部１８は、パルスパワー源１６の筐体２５に設けられる。一方の電極接続部１８ａは、コンデンサ２０の一方の極２３に接続される。他方の電極接続部１８ｂは、コンデンサ２０の他方の極２４にスイッチ２２を介して接続される。
最良の形態では、スイッチ２２、スイッチ２１がともに非導通の状態で、例えば、図外の電源コードを経由して昇圧部１７に交流２００Ｖ電源が供給され、交流２００Ｖが昇圧部１７で直流２２ｋＶに昇圧される。そして、スイッチ２１を導通すると、コンデンサ２０に電荷が蓄積される。コンデンサ２０に電荷が蓄積された後に、スイッチ２２を導通すると、電極装置３の放電部３０の電極３５；３６間で放電を生じる。
【００１３】
放電用の電極装置３は、電線３７、放電部３０、締結バンドのような間隔維持材３１、コネクタ４０を備える。電線３７は、例えば線径２ｍｍ〜３ｍｍ程度の銅線のような導体線の周囲がビニル樹脂などの樹脂で被覆された線径４ｍｍ〜５ｍｍ程度の、いわゆる被覆線により形成される。
放電部３０は、放電ギャップとなる所定の間隔ｇを隔てて互いに対向するよう配置された一対の電極３５；３６と、一対の電極３５；３６を所定の間隔ｇを隔てて互いに対向する状態に維持する間隔維持材３１とにより形成される。一対の電極３５；３６は電線３７の端部により形成される。
電極装置３は放電部３０を１つ以上備える。複数の放電部３０が直列状に形成される場合には、直列の一方の最端側の電極３５Ａを形成する電線３７Ａが、当該電極３５Ａとは反対側の端部に設けられたコネクタ４０Ａを介して電源装置２の一方の電極接続部１８ａに接続されるとともに、直列の他方の最端側の電極３６Ｂを形成する電線３７Ｂが、当該電極３６Ｂとは反対側の端部に設けられたコネクタ４０Ｂを介して電源装置２の他方の電極接続部１８ｂに接続される。図示しないが、放電部３０が１つの場合には、当該放電部３０の一方の電極を形成する電線が、当該電極とは反対側の端部に設けられたコネクタを介して電源装置２の一方の電極接続部１８ａに接続されるとともに、放電部３０の他方の電極を形成する電線が、当該電極とは反対側の端部に設けられたコネクタを介して電源装置２の他方の電極接続部１８ｂに接続される。
【００１４】
放電部３０の形成方法としては、例えば、両端にコネクタ４０を備えた１本の電線３７の中間部を境として電線３７の一端側を電線３７の他端側に折り返し、電線３７の中間部側において、電線３７の一端側と電線３７の他端側とを複数箇所で間隔維持材３１により縛って束ねる。間隔維持材３１で縛る箇所は、電極３５；３６を形成する位置に合わせる。即ち、放電用ギャップとなる所定の間隔ｇより少し広い間隔を隔てた２箇所を間隔維持材３１で縛り付ける。そして、この２箇所に縛り付けた一対の間隔維持材３１；３１の間にある電線３７の一端側又は他端側のうちのいずれか一方を切断して放電ギャップを形成することによって放電部３０を形成できる（図２のＡ部拡大図参照）。このような放電部３０を１つ以上形成すればよい。
【００１５】
図３を参照し、放電破砕方法を説明する。図３（ａ）は溝７内に電極装置３の放電部３０と放電部３０を取り囲む放電破砕用充填材４２とが設けられ、溝７の両縁部１１；１１の開口がパテなどの充填塞材４１により塞がれた状態の溝の部分を溝の延長方向に沿って切断した断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の状態のコンクリート版４の面５の上に被せ材を被せた状態を溝７の延長方向と直交する方向に沿って切断した断面図、図３（ｃ）は放電破砕されたコンクリート版４を示す図である。
【００１６】
まず、コンクリート版４の一方の面５に上述した溝７を形成する。溝７は、例えば、円盤状のカッターを回転させてコンクリートを切削する図外のコンクリートカッターと呼ばれるような切削工具を用いて形成する。円盤状の２枚のカッターを備えた図外のコンクリートカッターを用いれば、幅ｅの広い溝７を一度に形成できるので、幅ｅの広い溝７を効率的に形成できる。２枚のカッターを備えたコンクリートカッターは、例えば、円形板の円形面を互いに平行に対向させて円の中心を一直線状に通過する回転中心軸を回転中心として回転可能に設けられた２枚のカッターを備えた構成により実現される。
【００１７】
そして、図３（ａ）のように、溝７を形成した面５が上にくるように面６を地面などの設置部９９に向けてコンクリート版４を設置部９９に設置する。面５に形成された溝７内に電極装置３の放電部３０を設置し、溝７の両縁部１１；１１の開口をパテなどの充填塞材４１により塞ぐ。両縁部１１；１１の塞がれた溝７内に、上述したような含水ゲルにより形成された放電破砕用充填材４２を充填して、放電部３０を放電破砕用充填材４２で取り囲む。即ち、溝７内に設置された放電部３０の回りを放電破砕用充填材４２で埋める。溝７内に放電破砕用充填材４２を充填した後に、この放電破砕用充填材４２中に放電部３０を埋めてもよい。
【００１８】
そして、図３（ｂ）のように、上に向けた一方の面５の上に被せ材としての重り４３を載せて溝７の上部１０の開口を塞いだ後に、電源装置２を起動する。所定時間だけ電源装置２のスイッチ２２を非導通とするとともにスイッチ２１を導通してコンデンサ２０に電荷を蓄積させる。上記所定時間経過後にスイッチ２２を導通すると、電極装置３の放電部３０の電極３５；３６に電圧が印加されて、放電部３０で放電を生じる。この放電によるエネルギーによって押圧された放電破砕用充填材４２が非圧縮体であるために圧力伝達媒体５３として機能して溝７の内面（溝壁４５及び溝底４６）を押圧することによってコンクリート版４を破砕したり、放電によるエネルギーによって圧力伝達媒体５３の一部が気化することで体積膨張して溝７の内面を押圧することによってコンクリート版４を破砕する。即ち、放電の際に発生するエネルギーにより生じた圧力によってコンクリート版４が破砕される。
【００１９】
尚、重り４３は、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力を受けても浮き上がらない重量のものを用いれば、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が溝７の外に漏れることなく溝７の内面に加わるので、より効果的である。
【００２０】
即ち、コンクリート版４の一方の面５に溝７を形成し、溝７内に電極装置３の放電部３０と放電部３０を取り囲む放電破砕用充填材４２とを設け、放電部３０及び圧力伝達媒体５３として機能する放電破砕用充填材４２の設置された溝７の両縁部１１；１１の開口を充填塞材４１により塞ぐとともに、溝７の上部１０の開口を被せ材としての重り４３によって塞いだ状態で、放電部３０の電極３５；３６に電圧を印加して放電させることによってコンクリート版４を破砕する。
【００２１】
最良の形態１によれば、流動性を失った含水ゲルにより形成された放電破砕用充填材４２を用いたため、溝７から破砕対象物６０の外面までひび割れが生じている場合でも溝７の内部に充填された放電破砕用充填材４２が水のようにひび割れ部分を経由して外に洩れることはないので、溝７の内部に充填された放電破砕用充填材４２が圧力伝達媒体５３として確実に機能し、コンクリート版４を効率的に破砕できる。
【００２２】
最良の形態１によれば、放電部３０の設置された溝７の両縁部１１；１１の開口をパテなどの充填塞材４１により塞ぐとともに、重り４３により溝７の上部１０の開口を塞ぐことによって、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が溝７の外に漏れにくいように構成してから放電を行うので、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が溝７の内面に加わるようになる。この内面に加わる圧力が、コンクリート版４のコンクリートを自由面となる側面４ｓ側に移動させる力となってコンクリートに伝わることにより、コンクリートにひび割れ（亀裂）Ｄが生じてコンクリート版４が破砕する。また、溝７が、図２；３に示すように、溝壁４５と溝底４６との境界である角部４７を備えるため、角部４７がひび割れＤの起点となってコンクリートにひび割れＤを生じやすくなるので、コンクリート版４を効果的に破砕できる。
【００２３】
また、厚さｄが縦の長さａや横の長さｂよりも短い寸法に形成された平板状のコンクリート版４を破砕対象物としたことで、厚さｄの短いコンクリート版４を電線３７による電極装置３の放電部３０での放電により破砕でき、電源装置２のコンデンサ２０の容量を小さくできて、電源装置２の省コスト化が図れる。
【００２４】
尚、重り４３の下面とコンクリート版４の面５との間にゴムシートやウレタンシートのような密着性維持材を介在させることにより、重り４３の下面と密着性維持材との間、及び面５と密着性維持材との間から圧力が抜けるようなこと（圧力漏れ）を防止でき、コンクリート版４を効率的に破砕できる。コンクリート版４の面５側に向けられる面に予め密着性維持材が取り付けられた重り４３を用いても良い。
【００２５】
最良の形態２
図４を参照し、最良の形態２について説明する。図４（ａ）；図４（ｃ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
破砕対象物６０が、縁の切れていないコンクリート構造体４Ａ、例えば、道路や橋の床を形成する床版、既設建設物の床や壁などの場合、コンクリート構造体４Ａの縁の切れていない一方の面５Ａに設けた溝７（以下、最良の形態２では放電溝という）の近傍に自由面を形成する溝７９（以下、最良の形態２では自由溝という）を設ける。即ち、自由溝７９の内面が自由面となる。例えば、図４（ａ）や図４（ｂ）のように、自由溝７９と放電溝７とを並べて形成したり、図４（ｃ）のように、一方の面５Ａにおいて放電溝７を取り囲むように自由溝７９を形成する。自由溝７９は放電溝７より所定の距離Ｗを隔てた場所に形成する。距離Ｗは、放電溝７内での放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が自由面に及び得る距離に決める。自由溝７９の溝幅Ｐは放電溝７の溝幅ｅより小さくてよく、例えば５ｍｍ程度でよい。
最良の形態２によれば、放電溝７内での放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が自由溝７９の自由面に及ぶことによってコンクリート構造体４Ａを効率的に破砕できる。
図示しないが、自由溝７９は、一方の面５Ａから他方の面６Ａの方向に向けて斜めに延長するよう形成された溝であってもよい。
また、図４（ｂ）に示す自由溝７９の深さＱは、深くした方が自由面の面積を大きくできるので好ましく、放電溝７の深さＲ以上とすれば自由面を他方の面６の近くまで形成できて好ましい。
図４の自由溝７９の代わりに放電溝７としても利用する図外の兼用溝を形成し、放電溝７での放電の際に当該兼用溝の内面を自由面として機能させてもよい。
尚、コンクリート構造体４Ａの一方の面５Ａから他方の面６Ａまでの距離、即ち、コンクリート構造体４Ａの厚さＶ（図４（ｂ）参照）が薄く、面６Ａが自由面として機能する場合には、自由溝７９を形成しなくても良い。
【００２６】
図１（ｃ）や図５に示すコンクリート塊や岩石のような塊状の破砕対象物６０の場合、破砕対象物６０の面に形成した孔（放電孔）６１の近傍に自由面を形成する孔（自由孔）を形成すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
尚、粒径の小さい高吸水性樹脂５２を使用して作成した放電破砕用充填材４２は、紫外線に弱く、紫外線に触れると流動性を回復しやすく（ゾル状態になりやすい）、粒径の大きい高吸水性樹脂５２を使用して作成した放電破砕用充填材４２は、紫外線に強く、紫外線に触れても流動性を回復しにくいので、粒径の大きい高吸水性樹脂５２を使用することによって放電破砕用充填材４２を作成することが好ましい。
【００２８】
放電破砕用充填材４２は、例えば破砕対象物としてのコンクリート壁の面に形成された溝やコンクリート壁の両面を貫通する貫通孔に充填しても漏れにくい。即ち、放電破砕用充填材４２は、図１に示すように垂直方向に延長する孔や図２に示すような水平方向に延長する溝以外の孔や溝を備えるような破砕対象物の当該孔内や溝内に充填できて漏れにくいので、放電破砕用充填材４２を用いることによって、このような破砕対象物であっても効率的に破砕できるようになる。
【００２９】
放電破砕用充填材４２は、分散媒が水である含水ゲル（ヒドロゲル）ではなく、水分を失って空隙を多く含むキセロゲル、分散媒が有機溶媒であるオルガノゲル、水分や他の分散媒を含まない一成分からなるゲルでもよい。つまり、放電破砕用充填材４２は、ゲル、すなわち、液体と固体との中間の形態を持ち、柔軟性と弾力性を兼ね備え、流動性を失った物質であればよい。具体的には、放電破砕用充填材４２は、ゼリー、豆腐、こんにゃく、ナパームのようなゲルでもよい。
【００３０】
放電破砕用充填材４２は、ゲルに類似した物質、例えば、ベントナイト、豆粉を水に溶かしたグァガムのように、流動性を失った含水物質により形成されたものでもよい。
【００３１】
コンクリート版４の面５の上に被せ材としての金属板などの剛板を載せて、図外の万力装置のあごで剛板の面とコンクリート版４の面６とを挟み付けて固定してから、放電を行うようにしても良い。面５と剛板との間に密着性維持材４３Ａを設ければ、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力の抜けを効果的に防止できて好ましい。コンクリート版４の面５側に向けられる面に予め密着性維持材４３Ａが取り付けられた剛板を用いても良い。
コンクリート版４の一方の面５を下に向けて図外の平板載台の上に載せて放電を行えば、重り４３を不要とできる。
電極装置として、図５に示したような同軸電極装置を用いてもよい。
溝７は、溝長ａが、幅ｅより長く形成された溝であればよく、一方の縁部８から他方の縁部９まで連続して延長しない溝でもよい。例えば、一方の縁部８が開口し他方の縁部９が開口していない溝としたり、一方の縁部８及び他方の縁部９のいずれも開口していない溝とすれば、溝７の両縁部１１；１１の開口をパテなどの充填塞材４１で塞ぐ作業を少なくでき、作業の簡略化が図れる。尚、この場合、電線３７を溝７から外部に導くための溝をコンクリート版４の面５や被せ材の面に形成しておけば、面５と被せ材との密着性が増し、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力の抜けを効果的に防止できて好ましい。
溝７は、面５；５Ａから面６；６Ａの方向に向けて斜めに延長するよう形成された溝であってもよい。
間隔維持材３１としては、ゴムバンド、専用の接続具、ビニルテープのような粘着テープなどを使用できる。
また、コンクリート塊や岩石のような塊状の破砕対象物６０の面に溝を形成し、溝内に放電部を設置し、放電部の周囲を取り囲むように放電破砕用充填材４２を設け、溝の開口を被せ材で塞いで放電を行わせることで当該塊状の破砕対象物６０を破砕できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】放電破砕用充填材の作成方法及び使用方法を示す図（最良の形態１）。
【図２】放電破砕装置及び破砕対象物を示す図（最良の形態１）。
【図３】放電破砕方法の工程を示す図（最良の形態１）。
【図４】自由面の形成例を示す図（最良の形態２）。
【図５】従来の放電破砕装置及び破砕対象物を示す図。
【符号の説明】
【００３３】
１ 放電破砕装置、２ 電源装置、３ 電極装置、４ コンクリート版、
５ 面、７ 溝、３０ 放電部、４２ 放電破砕用充填材、４３ 重り（被せ材）、
５１ 水、５２ 高吸水性樹脂、５３ 圧力伝達媒体、６０ 破砕対象物、
６１ 孔。
【技術分野】
【０００１】
本発明は破砕対象物の面に形成された溝内や孔内に充填されて溝内や孔内からの漏れを防止可能な放電破砕用充填材及びこれを用いた放電破砕方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
岩石、岩盤、コンクリート構造物などの破砕対象物を破砕するために放電破砕装置を用いた放電破砕方法が知られている（特許文献１；２参照）。
放電破砕装置５０Ａは、図５に示すように、パルスパワー源８０、発電機等の電源部８１、電極装置７０を備える。
パルスパワー源８０は、大容量のコンデンサ８２及びスイッチ８３，８４を備えた回路により形成される。図示しないが、パルスパワー源８０の回路は接地（アース）されている。
電源部８１は、コンデンサ８２の一方の極８２ｂに接続されるとともにコンデンサ８２の他方の極８２ａにスイッチ８３を介して接続される。
電極装置７０は、コンデンサ８２の一方の極８２ｂに接続された一方電極とコンデンサ８２の他方の極８２ａにスイッチ８４を介して接続された他方電極とこれら一方電極と他方電極とを絶縁する絶縁体とで形成される。例えば、＋電極のような一方電極としての棒状の内部導体７３と、内部導体７３の外周囲を被覆する筒状の絶縁体７４と、絶縁体７４の外周囲に設けられた−電極のような他方電極としての外部導体７５とにより構成される。即ち、電極装置７０は、内部導体７３と絶縁体７４と外部導体７５とが同軸状に配置された構成の同軸電極装置である。内部導体７３及び外部導体７５は、コネクタ７２及び接続ケーブル７１によりパルスパワー源８０に接続される。
外部導体７５は、内部導体７３の中心線に沿った方向に間隔を隔てて設けられた複数の浮遊電極７６を構成する。浮遊電極７６とは、電源側と電気的に絶縁された電極のことである。
絶縁体７４の先端７４ｔより突出して露出する内部導体７３の先端部により形成された先端電極７３ｔとこの先端電極７３ｔに最も近い浮遊電極７６である先端側浮遊電極７６ｔとの間で先端側放電ギャップ７７が形成され、互いに対向する浮遊電極７６同士の端部７６ｓと端部７６ｓとの間で中間側放電ギャップ７８が形成される。中間側放電ギャップ７８は複数形成される。
先端側放電ギャップ７７を隔てて配置された先端電極７３ｔと先端側浮遊電極７６ｔとによって放電部が形成される。中間側放電ギャップ７８を隔てて配置された浮遊電極７６と浮遊電極７６とによって放電部が形成される。即ち、電極装置は、複数の放電部を備える。
以上の構成の放電破砕装置５０Ａを用いた放電破砕方法を説明する。破砕対象物６０に孔６１を形成し、スイッチ８４及びスイッチ８３の非導通の状態で孔６１内に水などの電解液６３を注入してこの電解液６３中に電極装置７０の放電部を挿入する。スイッチ８３を導通してコンデンサ８２に電源部８１からの電荷を蓄積させる。そして、スイッチ８４を導通させて電極装置７０の放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物６０を破砕する。
【特許文献１】特開２００３−３１１１７５号公報
【特許文献２】特開２００３−３２０２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１；２では、孔６１内に電解液６３のない状態で放電を行った場合、放電によるエネルギーが孔６１の内面に効率的に伝達されず、破砕対象物６０を効率的に破砕できないため、破砕対象物６０に形成した孔６１内に圧力伝達媒体として機能する水（非圧縮体）などの電解液６３を注入し、この電解液６３中に電極装置７０の放電部を挿入して放電を行うようにしている。この場合、放電によるエネルギーによって押圧された圧力伝達媒体が孔６１の内面を押圧することによって破砕対象物６０を破砕したり、放電によるエネルギーによって圧力伝達媒体の一部が気化することで体積膨張して孔６１の内面を押圧することによって破砕対象物６０を破砕できる。
しかしながら、例えば、孔６１を形成した際に孔６１から破砕対象物６０の外面まで届くひび割れが生じた場合、圧力伝達媒体として機能させるために孔６１内に注入した電解液６３が孔６１からひび割れ部分を経由して破砕対象物６０の外に漏れてしまって孔６１内に電解液６３を留めておくことができないので、圧力伝達媒体を介在させることによって破砕対象物６０を効率的に破砕することができないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明による放電破砕用充填材は、破砕対象物の面に形成された溝や孔の内部に設置される電極装置の放電により生じる圧力を溝や孔の内面に伝達するために電極装置の放電部を取り囲むように溝や孔の内部に設けられる放電破砕用充填材であって、ゲルにより形成されたことを特徴とする。
ゲルが、水を吸水した高吸水性樹脂により形成された含水ゲルであることも特徴とする。
本発明による放電破砕方法は、破砕対象物の面に溝や孔を形成し、溝や孔の内部に電極装置の放電部と放電部を取り囲む圧力伝達媒体を設け、放電部及び圧力伝達媒体の設置された溝や孔の開口を被せ材で塞いだ状態で、放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物を破砕する放電破砕方法において、圧力伝達媒体として上述した放電破砕用充填材を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の放電破砕用充填材は、ゲルや、含水ゲルにより形成されたことにより、破砕対象物の面に形成された溝や孔から漏れない放電破砕用充填材を提供できる。よって、放電破砕の際に溝や孔の内部に電極装置の放電部と放電部を取り囲むように設けられる圧力伝達媒体として上記放電破砕用充填材を用いれば、放電破砕の際に溝や孔の内部に圧力伝達媒体を介在させて破砕対象物を効率的に破砕できる。
本発明の放電破砕方法によれば、圧力伝達媒体として上述した放電破砕用充填材を用いたので、破砕対象物の面に形成された溝や孔の内部に充填された放電破砕用充填材が溝や孔から漏れないので、放電破砕の際に溝や孔の内部に圧力伝達媒体を介在させて破砕対象物を効率的に破砕できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
最良の形態１
図１乃至図３は本発明の最良の形態１を示し、図１は放電破砕用充填材の作成方法及び使用方法を示し、図２は放電破砕装置及び破砕対象物を示し、図３は放電破砕方法の工程を示す。
【０００７】
図１を参照し、放電破砕方法に用いる放電破砕用充填材の作成方法及び使用方法を説明する。
放電破砕用充填材４２は、例えば、バケツなどの容器５０に入れた１リットルの水５１に粉末状の高吸水性樹脂（高分子材料（ポリマー））５２を５ｇ〜１０ｇ程度入れて１５分〜２０分程度放置することによって作成された含水ゲル（高分子ゲル）により形成される（図１（ａ）、図１（ｂ）参照）。この含水ゲルは、高吸水性樹脂５２が分散媒としての水５１を吸収し、高吸水性樹脂５２の高分子が架橋された三次元的な網目構造を備えて流動性を失った含水物質であって、液体と固体との中間の形態を持ち、柔軟性と弾力性を兼ね備えたものである。この含水ゲルにより形成された放電破砕用充填材４２が、岩石、岩盤、コンクリート構造物、コンクリート版などの破砕対象物６０の面に形成された孔６１内や、後述する破砕対象物６０としてのコンクリート版４の面５に形成された溝７内に充填されるとともに、電極装置３の放電部３０が上記孔６１内や溝７内に挿入されることによって、放電破砕用充填材４２が放電部３０（図２参照）を取り囲むように設けられて圧力伝達媒体５３として機能する（図１（ｃ）参照）。
【０００８】
高吸水性樹脂５２としては、例えば、ポリアクリル酸塩架橋物、デンプン−ポリアクリロニトリルグラフト共重合体、ビニルエステル−エチレン系不飽和カルボン酸共重合体ケン化物、逆相懸濁重合法により得られる自己架橋ポリアクリル酸塩、ポリビニルアルコール系重合体と環状酸無水物との反応生成物、ビニルアルコール・アクリル酸塩共重合体等が用いられる。
【０００９】
放電破砕用充填材４２は、流動性を失った含水ゲルにより形成されたため、例えば、孔６１や溝７から破砕対象物６０の外面までひび割れが生じている場合でも孔６１や溝７の内部に充填された放電破砕用充填材４２が水のようにひび割れ部分を経由して外に洩れることはない。
【００１０】
よって、破砕対象物６０の孔６１や溝７の開口を被せ材としての重り４３（図３（ｂ）参照）で塞いだ状態で、電極装置３に電圧を印可して放電部３０で放電を行わせると、放電破砕用充填材４２が電解液であるために放電しやすく、そして、この放電によるエネルギーによって押圧された放電破砕用充填材４２が非圧縮体であるために圧力伝達媒体５３として機能し、圧力伝達媒体５３が孔６１や溝７の内面を押圧することによって破砕対象物６０を破砕したり、放電によるエネルギーによって圧力伝達媒体５３の一部が気化することで体積膨張して孔６１や溝７の内面を押圧することによって破砕対象物６０を破砕するので、破砕対象物６０を効率的に破砕できる。
【００１１】
図２を参照し、放電破砕装置及び破砕対象物を説明する。
放電破砕装置１は、電源装置２、電極装置３を備える。
破砕対象物６０としての平板状のコンクリート版４は、例えば、縦の長さａが５００ｍｍ、横の長さｂが４００ｍｍ、厚さｄが１４０ｍｍである。縦５００ｍｍ、横４００ｍｍの表裏２つの面としての方形の面５；６のうち、上に向ける一方の面５には、例えば、幅ｅが２０ｍｍ〜２５ｍｍ程度、深さｆが５０ｍｍ程度の溝７が形成される。溝７は、一方の面５において互いに相対峙する一方の縁部８から他方の縁部９まで連続して延長し、上部１０及び両縁部１１；１１が開口する形状である。
本発明で定義する溝とは、溝の延長方向の長さ、即ち、溝長ａ（ここでは縦の長さａと同じ）が、幅ｅより長く形成された溝のことを言う。
本発明で定義する平板状とは、上述した厚さｄが、縦の長さａや横の長さｂよりも短い寸法の平板形状のことを言う。厚さｄは均一でも均一でなくてもよい。
【００１２】
電源装置２は、パルスパワー源１６、昇圧部１７、電極接続部１８を備える。
パルスパワー源１６は、コンデンサ２０及びスイッチ２１，２２を備えた回路１９により形成される。図示しないが、パルスパワー源１６の回路１９は接地（アース）されている。
昇圧部１７は、コンデンサ２０の一方の極２３に接続されるとともにコンデンサ２０の他方の極２４にスイッチ２１を介して接続される。コンデンサ２０の容量は例えば２００μＦ（マイクロファラッド）である。
電極接続部１８は、パルスパワー源１６の筐体２５に設けられる。一方の電極接続部１８ａは、コンデンサ２０の一方の極２３に接続される。他方の電極接続部１８ｂは、コンデンサ２０の他方の極２４にスイッチ２２を介して接続される。
最良の形態では、スイッチ２２、スイッチ２１がともに非導通の状態で、例えば、図外の電源コードを経由して昇圧部１７に交流２００Ｖ電源が供給され、交流２００Ｖが昇圧部１７で直流２２ｋＶに昇圧される。そして、スイッチ２１を導通すると、コンデンサ２０に電荷が蓄積される。コンデンサ２０に電荷が蓄積された後に、スイッチ２２を導通すると、電極装置３の放電部３０の電極３５；３６間で放電を生じる。
【００１３】
放電用の電極装置３は、電線３７、放電部３０、締結バンドのような間隔維持材３１、コネクタ４０を備える。電線３７は、例えば線径２ｍｍ〜３ｍｍ程度の銅線のような導体線の周囲がビニル樹脂などの樹脂で被覆された線径４ｍｍ〜５ｍｍ程度の、いわゆる被覆線により形成される。
放電部３０は、放電ギャップとなる所定の間隔ｇを隔てて互いに対向するよう配置された一対の電極３５；３６と、一対の電極３５；３６を所定の間隔ｇを隔てて互いに対向する状態に維持する間隔維持材３１とにより形成される。一対の電極３５；３６は電線３７の端部により形成される。
電極装置３は放電部３０を１つ以上備える。複数の放電部３０が直列状に形成される場合には、直列の一方の最端側の電極３５Ａを形成する電線３７Ａが、当該電極３５Ａとは反対側の端部に設けられたコネクタ４０Ａを介して電源装置２の一方の電極接続部１８ａに接続されるとともに、直列の他方の最端側の電極３６Ｂを形成する電線３７Ｂが、当該電極３６Ｂとは反対側の端部に設けられたコネクタ４０Ｂを介して電源装置２の他方の電極接続部１８ｂに接続される。図示しないが、放電部３０が１つの場合には、当該放電部３０の一方の電極を形成する電線が、当該電極とは反対側の端部に設けられたコネクタを介して電源装置２の一方の電極接続部１８ａに接続されるとともに、放電部３０の他方の電極を形成する電線が、当該電極とは反対側の端部に設けられたコネクタを介して電源装置２の他方の電極接続部１８ｂに接続される。
【００１４】
放電部３０の形成方法としては、例えば、両端にコネクタ４０を備えた１本の電線３７の中間部を境として電線３７の一端側を電線３７の他端側に折り返し、電線３７の中間部側において、電線３７の一端側と電線３７の他端側とを複数箇所で間隔維持材３１により縛って束ねる。間隔維持材３１で縛る箇所は、電極３５；３６を形成する位置に合わせる。即ち、放電用ギャップとなる所定の間隔ｇより少し広い間隔を隔てた２箇所を間隔維持材３１で縛り付ける。そして、この２箇所に縛り付けた一対の間隔維持材３１；３１の間にある電線３７の一端側又は他端側のうちのいずれか一方を切断して放電ギャップを形成することによって放電部３０を形成できる（図２のＡ部拡大図参照）。このような放電部３０を１つ以上形成すればよい。
【００１５】
図３を参照し、放電破砕方法を説明する。図３（ａ）は溝７内に電極装置３の放電部３０と放電部３０を取り囲む放電破砕用充填材４２とが設けられ、溝７の両縁部１１；１１の開口がパテなどの充填塞材４１により塞がれた状態の溝の部分を溝の延長方向に沿って切断した断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の状態のコンクリート版４の面５の上に被せ材を被せた状態を溝７の延長方向と直交する方向に沿って切断した断面図、図３（ｃ）は放電破砕されたコンクリート版４を示す図である。
【００１６】
まず、コンクリート版４の一方の面５に上述した溝７を形成する。溝７は、例えば、円盤状のカッターを回転させてコンクリートを切削する図外のコンクリートカッターと呼ばれるような切削工具を用いて形成する。円盤状の２枚のカッターを備えた図外のコンクリートカッターを用いれば、幅ｅの広い溝７を一度に形成できるので、幅ｅの広い溝７を効率的に形成できる。２枚のカッターを備えたコンクリートカッターは、例えば、円形板の円形面を互いに平行に対向させて円の中心を一直線状に通過する回転中心軸を回転中心として回転可能に設けられた２枚のカッターを備えた構成により実現される。
【００１７】
そして、図３（ａ）のように、溝７を形成した面５が上にくるように面６を地面などの設置部９９に向けてコンクリート版４を設置部９９に設置する。面５に形成された溝７内に電極装置３の放電部３０を設置し、溝７の両縁部１１；１１の開口をパテなどの充填塞材４１により塞ぐ。両縁部１１；１１の塞がれた溝７内に、上述したような含水ゲルにより形成された放電破砕用充填材４２を充填して、放電部３０を放電破砕用充填材４２で取り囲む。即ち、溝７内に設置された放電部３０の回りを放電破砕用充填材４２で埋める。溝７内に放電破砕用充填材４２を充填した後に、この放電破砕用充填材４２中に放電部３０を埋めてもよい。
【００１８】
そして、図３（ｂ）のように、上に向けた一方の面５の上に被せ材としての重り４３を載せて溝７の上部１０の開口を塞いだ後に、電源装置２を起動する。所定時間だけ電源装置２のスイッチ２２を非導通とするとともにスイッチ２１を導通してコンデンサ２０に電荷を蓄積させる。上記所定時間経過後にスイッチ２２を導通すると、電極装置３の放電部３０の電極３５；３６に電圧が印加されて、放電部３０で放電を生じる。この放電によるエネルギーによって押圧された放電破砕用充填材４２が非圧縮体であるために圧力伝達媒体５３として機能して溝７の内面（溝壁４５及び溝底４６）を押圧することによってコンクリート版４を破砕したり、放電によるエネルギーによって圧力伝達媒体５３の一部が気化することで体積膨張して溝７の内面を押圧することによってコンクリート版４を破砕する。即ち、放電の際に発生するエネルギーにより生じた圧力によってコンクリート版４が破砕される。
【００１９】
尚、重り４３は、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力を受けても浮き上がらない重量のものを用いれば、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が溝７の外に漏れることなく溝７の内面に加わるので、より効果的である。
【００２０】
即ち、コンクリート版４の一方の面５に溝７を形成し、溝７内に電極装置３の放電部３０と放電部３０を取り囲む放電破砕用充填材４２とを設け、放電部３０及び圧力伝達媒体５３として機能する放電破砕用充填材４２の設置された溝７の両縁部１１；１１の開口を充填塞材４１により塞ぐとともに、溝７の上部１０の開口を被せ材としての重り４３によって塞いだ状態で、放電部３０の電極３５；３６に電圧を印加して放電させることによってコンクリート版４を破砕する。
【００２１】
最良の形態１によれば、流動性を失った含水ゲルにより形成された放電破砕用充填材４２を用いたため、溝７から破砕対象物６０の外面までひび割れが生じている場合でも溝７の内部に充填された放電破砕用充填材４２が水のようにひび割れ部分を経由して外に洩れることはないので、溝７の内部に充填された放電破砕用充填材４２が圧力伝達媒体５３として確実に機能し、コンクリート版４を効率的に破砕できる。
【００２２】
最良の形態１によれば、放電部３０の設置された溝７の両縁部１１；１１の開口をパテなどの充填塞材４１により塞ぐとともに、重り４３により溝７の上部１０の開口を塞ぐことによって、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が溝７の外に漏れにくいように構成してから放電を行うので、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が溝７の内面に加わるようになる。この内面に加わる圧力が、コンクリート版４のコンクリートを自由面となる側面４ｓ側に移動させる力となってコンクリートに伝わることにより、コンクリートにひび割れ（亀裂）Ｄが生じてコンクリート版４が破砕する。また、溝７が、図２；３に示すように、溝壁４５と溝底４６との境界である角部４７を備えるため、角部４７がひび割れＤの起点となってコンクリートにひび割れＤを生じやすくなるので、コンクリート版４を効果的に破砕できる。
【００２３】
また、厚さｄが縦の長さａや横の長さｂよりも短い寸法に形成された平板状のコンクリート版４を破砕対象物としたことで、厚さｄの短いコンクリート版４を電線３７による電極装置３の放電部３０での放電により破砕でき、電源装置２のコンデンサ２０の容量を小さくできて、電源装置２の省コスト化が図れる。
【００２４】
尚、重り４３の下面とコンクリート版４の面５との間にゴムシートやウレタンシートのような密着性維持材を介在させることにより、重り４３の下面と密着性維持材との間、及び面５と密着性維持材との間から圧力が抜けるようなこと（圧力漏れ）を防止でき、コンクリート版４を効率的に破砕できる。コンクリート版４の面５側に向けられる面に予め密着性維持材が取り付けられた重り４３を用いても良い。
【００２５】
最良の形態２
図４を参照し、最良の形態２について説明する。図４（ａ）；図４（ｃ）は平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
破砕対象物６０が、縁の切れていないコンクリート構造体４Ａ、例えば、道路や橋の床を形成する床版、既設建設物の床や壁などの場合、コンクリート構造体４Ａの縁の切れていない一方の面５Ａに設けた溝７（以下、最良の形態２では放電溝という）の近傍に自由面を形成する溝７９（以下、最良の形態２では自由溝という）を設ける。即ち、自由溝７９の内面が自由面となる。例えば、図４（ａ）や図４（ｂ）のように、自由溝７９と放電溝７とを並べて形成したり、図４（ｃ）のように、一方の面５Ａにおいて放電溝７を取り囲むように自由溝７９を形成する。自由溝７９は放電溝７より所定の距離Ｗを隔てた場所に形成する。距離Ｗは、放電溝７内での放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が自由面に及び得る距離に決める。自由溝７９の溝幅Ｐは放電溝７の溝幅ｅより小さくてよく、例えば５ｍｍ程度でよい。
最良の形態２によれば、放電溝７内での放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力が自由溝７９の自由面に及ぶことによってコンクリート構造体４Ａを効率的に破砕できる。
図示しないが、自由溝７９は、一方の面５Ａから他方の面６Ａの方向に向けて斜めに延長するよう形成された溝であってもよい。
また、図４（ｂ）に示す自由溝７９の深さＱは、深くした方が自由面の面積を大きくできるので好ましく、放電溝７の深さＲ以上とすれば自由面を他方の面６の近くまで形成できて好ましい。
図４の自由溝７９の代わりに放電溝７としても利用する図外の兼用溝を形成し、放電溝７での放電の際に当該兼用溝の内面を自由面として機能させてもよい。
尚、コンクリート構造体４Ａの一方の面５Ａから他方の面６Ａまでの距離、即ち、コンクリート構造体４Ａの厚さＶ（図４（ｂ）参照）が薄く、面６Ａが自由面として機能する場合には、自由溝７９を形成しなくても良い。
【００２６】
図１（ｃ）や図５に示すコンクリート塊や岩石のような塊状の破砕対象物６０の場合、破砕対象物６０の面に形成した孔（放電孔）６１の近傍に自由面を形成する孔（自由孔）を形成すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
尚、粒径の小さい高吸水性樹脂５２を使用して作成した放電破砕用充填材４２は、紫外線に弱く、紫外線に触れると流動性を回復しやすく（ゾル状態になりやすい）、粒径の大きい高吸水性樹脂５２を使用して作成した放電破砕用充填材４２は、紫外線に強く、紫外線に触れても流動性を回復しにくいので、粒径の大きい高吸水性樹脂５２を使用することによって放電破砕用充填材４２を作成することが好ましい。
【００２８】
放電破砕用充填材４２は、例えば破砕対象物としてのコンクリート壁の面に形成された溝やコンクリート壁の両面を貫通する貫通孔に充填しても漏れにくい。即ち、放電破砕用充填材４２は、図１に示すように垂直方向に延長する孔や図２に示すような水平方向に延長する溝以外の孔や溝を備えるような破砕対象物の当該孔内や溝内に充填できて漏れにくいので、放電破砕用充填材４２を用いることによって、このような破砕対象物であっても効率的に破砕できるようになる。
【００２９】
放電破砕用充填材４２は、分散媒が水である含水ゲル（ヒドロゲル）ではなく、水分を失って空隙を多く含むキセロゲル、分散媒が有機溶媒であるオルガノゲル、水分や他の分散媒を含まない一成分からなるゲルでもよい。つまり、放電破砕用充填材４２は、ゲル、すなわち、液体と固体との中間の形態を持ち、柔軟性と弾力性を兼ね備え、流動性を失った物質であればよい。具体的には、放電破砕用充填材４２は、ゼリー、豆腐、こんにゃく、ナパームのようなゲルでもよい。
【００３０】
放電破砕用充填材４２は、ゲルに類似した物質、例えば、ベントナイト、豆粉を水に溶かしたグァガムのように、流動性を失った含水物質により形成されたものでもよい。
【００３１】
コンクリート版４の面５の上に被せ材としての金属板などの剛板を載せて、図外の万力装置のあごで剛板の面とコンクリート版４の面６とを挟み付けて固定してから、放電を行うようにしても良い。面５と剛板との間に密着性維持材４３Ａを設ければ、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力の抜けを効果的に防止できて好ましい。コンクリート版４の面５側に向けられる面に予め密着性維持材４３Ａが取り付けられた剛板を用いても良い。
コンクリート版４の一方の面５を下に向けて図外の平板載台の上に載せて放電を行えば、重り４３を不要とできる。
電極装置として、図５に示したような同軸電極装置を用いてもよい。
溝７は、溝長ａが、幅ｅより長く形成された溝であればよく、一方の縁部８から他方の縁部９まで連続して延長しない溝でもよい。例えば、一方の縁部８が開口し他方の縁部９が開口していない溝としたり、一方の縁部８及び他方の縁部９のいずれも開口していない溝とすれば、溝７の両縁部１１；１１の開口をパテなどの充填塞材４１で塞ぐ作業を少なくでき、作業の簡略化が図れる。尚、この場合、電線３７を溝７から外部に導くための溝をコンクリート版４の面５や被せ材の面に形成しておけば、面５と被せ材との密着性が増し、放電の際に発生するエネルギーによって生じた圧力の抜けを効果的に防止できて好ましい。
溝７は、面５；５Ａから面６；６Ａの方向に向けて斜めに延長するよう形成された溝であってもよい。
間隔維持材３１としては、ゴムバンド、専用の接続具、ビニルテープのような粘着テープなどを使用できる。
また、コンクリート塊や岩石のような塊状の破砕対象物６０の面に溝を形成し、溝内に放電部を設置し、放電部の周囲を取り囲むように放電破砕用充填材４２を設け、溝の開口を被せ材で塞いで放電を行わせることで当該塊状の破砕対象物６０を破砕できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】放電破砕用充填材の作成方法及び使用方法を示す図（最良の形態１）。
【図２】放電破砕装置及び破砕対象物を示す図（最良の形態１）。
【図３】放電破砕方法の工程を示す図（最良の形態１）。
【図４】自由面の形成例を示す図（最良の形態２）。
【図５】従来の放電破砕装置及び破砕対象物を示す図。
【符号の説明】
【００３３】
１ 放電破砕装置、２ 電源装置、３ 電極装置、４ コンクリート版、
５ 面、７ 溝、３０ 放電部、４２ 放電破砕用充填材、４３ 重り（被せ材）、
５１ 水、５２ 高吸水性樹脂、５３ 圧力伝達媒体、６０ 破砕対象物、
６１ 孔。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
破砕対象物の面に形成された溝や孔の内部に設置される電極装置の放電により生じる圧力を溝や孔の内面に伝達するために電極装置の放電部を取り囲むように溝や孔の内部に設けられる放電破砕用充填材であって、ゲルにより形成されたことを特徴とする放電破砕用充填材。
【請求項２】
ゲルが、水を吸水した高吸水性樹脂により形成された含水ゲルであることを特徴とする請求項１に記載の放電破砕用充填材。
【請求項３】
破砕対象物の面に溝や孔を形成し、溝や孔の内部に電極装置の放電部と放電部を取り囲む圧力伝達媒体を設け、放電部及び圧力伝達媒体の設置された溝や孔の開口を被せ材で塞いだ状態で、放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物を破砕する放電破砕方法において、圧力伝達媒体として請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の放電破砕用充填材を用いたことを特徴とする放電破砕方法。
【請求項１】
破砕対象物の面に形成された溝や孔の内部に設置される電極装置の放電により生じる圧力を溝や孔の内面に伝達するために電極装置の放電部を取り囲むように溝や孔の内部に設けられる放電破砕用充填材であって、ゲルにより形成されたことを特徴とする放電破砕用充填材。
【請求項２】
ゲルが、水を吸水した高吸水性樹脂により形成された含水ゲルであることを特徴とする請求項１に記載の放電破砕用充填材。
【請求項３】
破砕対象物の面に溝や孔を形成し、溝や孔の内部に電極装置の放電部と放電部を取り囲む圧力伝達媒体を設け、放電部及び圧力伝達媒体の設置された溝や孔の開口を被せ材で塞いだ状態で、放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって破砕対象物を破砕する放電破砕方法において、圧力伝達媒体として請求項１乃至請求項２のいずれかに記載の放電破砕用充填材を用いたことを特徴とする放電破砕方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−５５３４４（Ｐ２００８−５５３４４Ａ）
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２３６５７５（Ｐ２００６−２３６５７５）
【出願日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【出願人】（５０２２８１１２７）株式会社ファテック (83)
【出願人】（５０１１５５９５１）株式会社アーステック (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月１３日（２００８．３．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【出願人】（５０２２８１１２７）株式会社ファテック (83)
【出願人】（５０１１５５９５１）株式会社アーステック (1)
【Ｆターム（参考）】
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