止水板並びに鋼コンクリート複合構造物
【課題】コンクリートの劣化度合を早期にしかも高精度に確認する。
【解決手段】合成床版３の鋼製底板１３に形成された開口３１に配設される止水板において、止水板を埋設するコンクリート１９を開口３１を介して視認可能とするために透明な基板と、水分と反応して変性又は変色する水分反応性薬剤が基板上に塗布され、さらに水溶性フィルムが水分反応性薬剤を被覆することにより、コンクリートの劣化度合を確認可能な構成としている。
【解決手段】合成床版３の鋼製底板１３に形成された開口３１に配設される止水板において、止水板を埋設するコンクリート１９を開口３１を介して視認可能とするために透明な基板と、水分と反応して変性又は変色する水分反応性薬剤が基板上に塗布され、さらに水溶性フィルムが水分反応性薬剤を被覆することにより、コンクリートの劣化度合を確認可能な構成としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼コンクリート複合構造物の鋼製底板に形成された開口に配設される止水板、並びに当該止水板が配設された鋼コンクリート複合構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、橋梁分野において、鋼コンクリート複合構造である合成床版が盛んに使用されている。合成床版は鋼板を用いて鋼殻を形成し、この鋼殻を型枠としてコンクリートを打設する。鋼殻はコンクリートが硬化した後も特段撤去しない構成とされているため、現場打ちコンクリート床版で必要とされる成型用型枠や足場等の設置工程を省略することができる。このため、このような合成床版を使用する鋼コンクリート複合構造では、施工期間を大幅に短縮することができるという利点がある。
【０００３】
また、合成床版においては、コンクリートを硬化させた後、アクリル系樹脂や防水シートをコンクリート表面に敷設することにより防水層を形成させ、その上からアスファルトコンクリートを打設する。しかしながら、この合成床版を形成させた後、車輌による繰り返し荷重、衝撃荷重、過積載車輌の走行や地震等の想定外荷重、防水材料の経年劣化等によって防水層が破損してしまう場合もある。また同様の理由により、合成床版を構成するコンクリートに亀裂が入り、これを上下に貫通することになる。
【０００４】
このようなコンクリート内部を上下に貫通する亀裂が形成された合成床版に対して、雨水はかかる亀裂を介してコンクリート底面へと浸透していくことになる。そして、このコンクリート内部に浸透した雨水により、コンクリート内部に配設された鉄筋や底面を構成する鋼殻が腐食し、ひいては疲労耐久性が低下し、合成床版が急速に劣化することになる。
【０００５】
このため、合成床版を構成するコンクリート内部における浸透水の浸透状況を目視確認するための技術が従来において提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。この非特許文献１の開示技術では、コンクリート底面に接する鋼殻に対して直径２５ｍｍ程度の開口を形成させる。特にこの開口は、合成床版の縦横断勾配の低い箇所や、構造上、施工上において床版コンクリートを貫通するひび割れが発生し易い連続桁の中間支点付近、更には床版コンクリートの打ち継ぎ目近傍に重点的に配設される。こうした開口から水分やコンクリートの成分が溶けたエフロレッセンスが流出し、これによって床版コンクリート内部を貫通する亀裂の発生の有無を判別することが可能となる。
【０００６】
また、鋼殻底面に形成された開口から赤い錆汁が流れて出てきた場合に鉄筋や底鋼板に腐食が発生していることを判定することができ、別途合成床版を検査することによる耐久性の判断を促すことが可能となる。
【０００７】
ちなみに、この合成床版を構成する鋼殻底板における開口をゴム等の弾性パッキング材により塞ぎ、コンクリート内への雨水の浸透を当該パッキング材を介してモニタリングする方法も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。更に合成床版を構成する鋼殻底板における開口を樟脳などの昇華性物質からなる止水栓により塞ぎ、当該止水板を介してモニタリングする方法も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【非特許文献１】複合構造物の性能照査指針（案）「合成床版編」１０章 ｐｐ．１２８
【特許文献１】特開昭５８−１０１９５１号公報
【特許文献２】特開２００５−３６４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述した特許文献１の開示技術では、一般的に合成床版の架設時には外部足場を必要としない。このため、高所に位置する鋼殻の底鋼板の下側からゴム製のパッキング材を撤去するために高所作業車を用いる必要が生じ、施工性の観点において課題を有していた。
【０００９】
また、特許文献２の開示技術では、昇華性物質を空気中に露出させておくと、時間経過とともに消滅してしまうため現場での品質管理が困難である。また不測の工期遅延等が発生した場合には、予め準備していた昇華栓が消滅してしまい、その使用タイミングの見極めが困難になるという問題点があった。また、特許文献２において開示されているこの昇華栓は、厚みが大きく、これに伴って合成床版を構成する内部充填コンクリートの厚みが薄くなってしまうという問題点があった。さらに従来の方法で使用するゴム栓の単価に対して、このような昇華性物質からなる昇華栓の単価は２５倍程度であり、経済性の観点から改善の余地があった。
【００１０】
さらに、単に鋼殻に開口を穿設する従来のモニタリング方法では、漏水等を介して顕著な変化が開口から確認できるまでに、コンクリートが相当劣化してしまい、劣化の早期発見並びに劣化度合の早期確認が困難になるという問題点があった。
【００１１】
また、内部コンクリートの劣化が認められ、補修作業として劣化コンクリートを撤去した後、再度コンクリートを打設する場合にも前述したコンクリート漏洩や止水栓の撤去作業の煩雑さが残るという問題点もあった。
【００１２】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、鋼コンクリート複合構造物の鋼製底板に形成された開口に配設される止水板において、コンクリートの劣化度合を早期にしかも高精度に確認することができ、更に経済性にも優れた止水板並びに鋼コンクリート複合構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するために、本発明を適用した止水板は、鋼コンクリート複合構造物の鋼製底板に形成された開口に配設される止水板において、当該止水板を埋設するコンクリートを上記開口を介して視認可能とするために透明な基板を備え、水分と反応して変性又は変色する水分反応性薬剤が上記基板上に塗布され、さらに水溶性フィルムが上記水分反応性薬剤を被覆してなることを特徴とする。
【００１４】
上述した課題を解決するために、本発明を適用した止水板は、鋼コンクリート複合構造物の鋼製底板に形成された開口に配設される止水板において、当該止水板を埋設するコンクリートを上記開口を介して視認可能とするために水溶性フィルムで構成された基板を備えることを特徴とする。
【００１５】
上述した課題を解決するために、本発明を適用した止水板は、鋼コンクリート複合構造物の鋼製底板に形成された開口に配設される止水板において、上記開口に遊嵌可能な凸部が底面に凸設され、当該止水板を埋設するコンクリートを上記開口を介して視認可能とするために透明な基板を備え、上記凸部内に形成された収容室には水分と反応して変性又は変色する水分反応性薬剤が注入され、更に上記基板表面から上記収容室を覆うように水溶性フィルムが貼着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
上述した構成からなる本発明では、水分と反応して変性又は変色する水分反応性薬剤が透明な基板上に塗布され、さらに水溶性フィルムが水分反応性薬剤を被覆してなる。また、この止水板は、合成床版における鋼製底板に形成された開口に配設される。このため、合成床版の供用中に何らかの理由でコンクリートに亀裂が発生し、またかかる亀裂が伝播して鋼製底板まで到達した場合においても、水分反応性薬剤の変性又は変色を基板を介して早期に明確に目視で検知することができる。しかも、水溶性フィルムは、コンクリートの打設時において、水分反応性薬剤に対して水分を遮蔽する役割を担い、更にコンクリートの打設後は溶失するため、水分反応性薬剤とコンクリートと直接的に接触させることが可能となる。その結果、コンクリートに対して事後的に導入された亀裂を介した雨水の浸透のみをより高精度に検知することが可能となる。
【００１７】
更に本発明を適用した止水板は、開口に配設する際において、単に当該開口を塞ぐようにして載置すれば足り、特別な外部足場や高所作業車を用いる必要も無く、安価な施工を実現することが可能となる。また、止水板は、極めて安価な材料のみで構成することが可能であり、しかも作製容易であることから、経済性の観点においても優れた形態といえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、鋼コンクリート複合構造物の鋼殻の底面に形成された開口に配設される止水板について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
本発明を適用した止水板は、例えば図１に示すような合成床版３を初めとした鋼コンクリート複合構造物に配設される。この合成床版３は、橋軸直角方向Ａに向けて所定間隔で主桁１１が配設され、主桁１１の上部には、ずれ止め部材２３が設置されている。ちなみに、このずれ止め部材２３は、この主桁１１付近において鋼製底板１３を曲げ下げて設置し、コンクリート１９で一体化されている。このコンクリート１９の上面には、防水シート９３が被覆され、当該防水シート９３の上層はアスファルト９４により舗装されている。
【００２０】
また、鋼製底板１３上には長手方向が橋軸直角方向Ａへ配向するＩ形鋼又はＨ形鋼からなる形鋼２０が橋軸方向Ｂに所定間隔をあけて並列配置されている。ちなみに、この橋軸方向Ｂは、車両や歩行者等の進行方向に相当するものである。
【００２１】
さらに、形鋼２０の下フランジ２１の両側縁と、鋼製底板１３の間が連続隅肉溶接または断続隅肉溶接により固着されることで、形鋼２０と鋼製底板１３とが固着一体化されている。形鋼２０の上フランジ２２には、当該形鋼２０の長手方向と略垂直方向に縦鉄筋１７が互いに平行となるように配設されている。また、この形鋼２０間には、形鋼２０の長手方向に沿って、所定長伸長する横鉄筋１８が配筋されている。さらに、これら形鋼２０並びに縦鉄筋１７、横鉄筋１８には、コンクリート１９と一体化されている。
【００２２】
また、道路橋示方書ではコンクリート１９表面から縦鉄筋１７、横鉄筋１８までの距離(かぶり)を３０ｍｍ以上と規定している。鋼製底板１３上に取り付けられる各部材高さ及びかぶりを考慮すると合成床版３の総厚は１６０ｍｍ〜３００ｍｍとなる。さらに、図１に示すような合成床版３では、形鋼２０に孔を開け、その中に鉄筋を通している。これは、合成床版３を設計する際において、鋼製底板１３には荷重分担を期待していないことに基づくものである。（必ずしも鋼製底板に荷重分担を期待していないわけではない。形鋼に孔を開ける理由はコンクリートが形鋼によって遮断されるのを防ぐためであり、ずれ止め機能を低下させないことを期待している。）活荷重が作用すると、支点近傍を除く合成床版３下部には曲げによる引張荷重が作用する。コンクリート１９のみでは引張荷重に対して抵抗できないため、形鋼２０に孔を開け、縦鉄筋１７、横鉄筋１８を配設することにより、曲げ耐力を向上させる。
【００２３】
また、この鋼製底板１３には、さらに開口３１が設けられている。この開口３１は、貫通穴として構成されてなり、縦横断勾配の低い箇所や、構造上、施工上においてコンクリート１９を貫通するひび割れが発生し易い連続桁の中間支点付近、更にはコンクリート１９の打ち継ぎ目近傍に重点的に配設される。
【００２４】
なお、上述したずれ止め部材２３の配設や開口３１の穿設等については予め工場において行い、その後現場に搬送してこれらを施工することになる。
【００２５】
第１の実施形態
本発明を適用した止水板１は、鋼製底板１３に形成された開口３１に配設される。この止水板１は、例えば図２に示すように、基板４１と、基板４１の表面において塗布される水分反応性薬剤４２と、かかる水分反応性薬剤４２を被覆する水溶性フィルム４３とを備えている。ちなみに、この図２（ａ）は、止水板１の斜視図を、また図２（ｂ）は、止水板１の平面図を示している。
【００２６】
基板４１は、透明な材料で構成されている。この基板４１は、例えばビニル素材やプラスチック素材等のようにコンクリート打設時の打設圧に耐える強度が必要となる。実験によれば開口３１の径２５ｍｍに対して、ビニル素材やプラスチック素材等で構成される基板４１の板厚が０．２０ｍｍよりも薄いとコンクリート打設時における打設圧により面外へ大きく変形し、接着面が剥離してしまい、コンクリート１９内に浸透してきた水分の漏出を引き起こしてしまう。また、基板４１の板厚が１．０ｍｍよりも厚い場合には、縦鉄筋１７、横鉄筋１８を覆うコンクリート１９のかぶり厚を減少させる要因になり、構造上好ましくない。このため、基板４１の板厚は、０．２０ｍｍ以上であり、１．０ｍｍ以下で構成されていることが望ましい。
【００２７】
なお、この基板４１の例としてビニル素材、又はプラスチック素材を挙げたが、これに限定されるものではなく、光透過性があり、水分反応性薬剤の変色が確認できる透明材質で上述した機能を満足するものであれば、いかなる材料で構成するようにしてもよい。
【００２８】
水分反応性薬剤４２は、例えば表１に示すように塩化コバルトや硫酸アンモニウム鉄のように水分と反応することにより変色又は変性する粉体状の材料で構成される。
【００２９】
【表１】
【００３０】
水分反応性薬剤４２は、表１に示す材料のうち、環境に対する無毒性を考慮して塩化コバルトを適用することが望ましい。しかしながら、この水分反応性物質４２は表１に示す薬剤に限定されるものではなく、水分と反応し変成が容易に確認できるものであればいかなる材料を適用するようにしてもよい。なお、鋼製底板１３の裏面は防錆のためめっき処理が施されているか、又は塗装処理されている。このため、水分反応性薬剤１２を構成する材料を選定する上では、鋼製底板１３の裏面の色と比較して識別可能な変色を呈するか否かを選定条件とするようにしてもよい。
【００３１】
水溶性フィルム４３は、日本合成化学(株)製のハイセロン（登録商標）であり、これは部分ケン化ポリビニルアルコール(PVOH)を原料として表２に示すように多種類開発されている。
【００３２】
【表２】
【００３３】
コンクリート１９は、通常アルカリ性を呈するため、表２中Ｓ型を使用することが望ましい。また、水溶性フィルム４３は、水温の上昇に比例して溶解速度も向上する。コンクリート１９の水和反応による断熱温度上昇量は配合する単位セメント量に比例する。このため、コンクリート１９の厚みを１ｍ以上で構成する場合には、この水溶性フィルム４３を、H型とすることが望ましい。
【００３４】
このような材質からなる水溶性フィルム４３を、水分反応性薬剤４２を覆うようにして、基板４１上に貼り付ける。これにより、コンクリート１９の打設時において、コンクリート１９が水分反応性薬剤４２と直接的に接触するのを防止することが可能となる。このため、コンクリート１９の打設時においてコンクリート中の水分が水分反応性薬剤４２へと浸透してしまうのを防止することができ、かかる水分に基づいて水分反応性薬剤４２自身が変色してしまうのを防止することが可能となる。
【００３５】
水溶性フィルム４３は、コンクリート打設後において、コンクリート内に浸透してきた水分を水分反応性薬剤４２により直接的に検知できるようにするために、ちょうどコンクリート１９の硬化が終了する時間に溶けて無くなる程度の膜厚で構成することが望ましい。
【００３６】
水溶性フィルム４３は、コンクリート１９が水セメント比５０％程度であるとき、２０μｍよりも膜厚が薄い場合には打設時のコンクリート１９中の水分により早期に溶解してしまう。その結果、特にコンクリート１９が硬化する前に水溶性フィルム４３が溶解してしまい、ひいては水分反応性薬剤４２がコンクリート１９中の水分と反応して変色してしまう。一方、この水溶性フィルム４３の膜厚が４００μｍよりも厚い場合には、コンクリート１９が硬化する時間である７時間経過後も溶けずに残存してしまい、コンクリート１９中に浸透してきた水分に対する水分反応性薬剤４２の変色を妨げ、初期の水分の検知を実現することができなくなる。このため、水溶性フィルム４３の膜厚は、２０μｍ以上であり、４００μｍ以下であることが望ましい。以上の膜厚は、あくまで、水溶性フィルム４３をＳ型で構成する場合についての例であるが、これに限定されるものではなく、他の型を適用した場合においても、打設したコンクリート１９が硬化するまでは水分を遮断し、コンクリート硬化後には水分と反応して溶失するという前記機能を満足する膜厚で構成されていればよい。
【００３７】
ちなみに、本発明を適用した止水板１では、基板４１上において水分反応性薬剤４２、水溶性フィルム４３が事前に積層され、一体化されていることから、持ち運び容易性を向上させることが可能となる。また、この止水板１を、鋼製底板１３に形成された開口３１に配設する際には、図３に示すように、この一体化された形状からなる止水板１を開口３１に載置すれば終了することから、施工容易性を向上させることが可能となる。
【００３８】
なお、この基板４１並びに水溶性フィルム４３の形状、並びに水分反応性薬剤４２の塗布形状は、円形である場合に限定されるものではなく、いかなる形状で構成されていてもよい。
【００３９】
次に、本発明に係る止水板１を合成床版３に適用する方法について説明をする。ちなみに、以下の説明においては、基板４１として板厚０．２ｍｍ、１辺が７０ｍｍの正方形のビニル製の板を使用し、その表面上に、乾燥させた塩化コバルト、硫酸アンモニウム鉄といった水分反応性薬剤４２を塗布し、これを覆うようにして水溶性フィルム４３としてのハイセロン（登録商標）のＳ型を使用した場合を例に挙げている。
【００４０】
先ず図４（ａ）に示すように、コンクリート１９を打設する前に、鋼製底板１３に設けられた開口３１を覆うようにして止水板１を載置し、これを貼り付けた後、図４（ｂ）に示すように合成床版３を構築する上で一般的に使用される水セメント比５０％程度のコンクリート１９を打設する。このコンクリート１９の打設時において、水溶性フィルム４３は、かかるコンクリート１９内の水分を水分反応性薬剤４２に対して一時的に遮断する。しかし、コンクリート１９は経時的に徐々に硬化し、コンクリート１９が完全に硬化した後には水溶性フィルム４３が溶失し、水分反応性薬剤４２が水溶性フィルム４３を介すことなくコンクリート１９と直接的に接触する。
【００４１】
次に、図４（ｃ）に示すように、車輌による繰り返し荷重、衝撃荷重、過積載車輌の走行や地震等の想定外荷重、防水材料の経年劣化等の原因により、コンクリート１９に亀裂４５が発生することになる。そして、かかる亀裂４５を介して雨水がコンクリート１９内部へ浸透していくことになる。更にこのコンクリート１９において形成された亀裂４５が徐々に伝播していき、図４（ｄ）に示すように鋼製底板１３にまで到達したとき、コンクリート１９内部を浸透した雨水は、鋼製底板１３上に滞留することになる。
【００４２】
そして、この鋼製底板１３上に滞留した雨水が、開口３１に設置された止水板１にまで到達すると、これを構成する水分反応性薬剤４２がこれと接触することになる。この段階では、水溶性フィルム４３が既に溶失していることから、止水板１に到達した雨水を、即座にこの水分反応性薬剤４２と反応させることが可能となる。その結果、例えば水分反応性薬剤４２として塩化コバルトを使用している場合には、かかる水分と反応することにより青から赤へと変色することになる。この水分反応性薬剤４２の変色状況は、基板４１を介して外側から容易に視認することが可能となる。特に基板４１は、開口３１を介して、合成床版３の下側から視認することができ、しかも透明状であることから、水分反応性薬剤４２の変色状況を容易に、しかも早期に確認することが可能となる。
【００４３】
また、本構造物の管理者は、定期的に合成床版３の鋼殻の開口３１に設けられた止水板１の変色状況を目視点検することにより、合成床版３の健全性を容易に確認することが可能となる。
【００４４】
このように、本発明を適用した止水板１では、水分と反応して変性又は変色する水分反応性薬剤４２が透明な基板４１上に塗布され、さらに水溶性フィルム４３が水分反応性薬剤４２を被覆してなる。また、この止水板１は、合成床版３における鋼製底板１３に形成された開口３１に配設される。このため、合成床版３の供用中に何らかの理由でコンクリート１９に亀裂４５が発生し、またかかる亀裂４５が伝播して鋼製底板１３まで到達した場合においても、水分反応性薬剤４２の変性又は変色を基板４１を介して早期に明確に目視で検知することができる。しかも、水溶性フィルム４３は、コンクリート１９の打設時において、水分反応性薬剤４２に対して水分を遮蔽する役割を担い、更にコンクリート１９の打設後は溶失するため、水分反応性薬剤４２とコンクリート１９と直接的に接触させることが可能となる。その結果、コンクリート１９に対して事後的に導入された亀裂４５を介した雨水の浸透のみをより高精度に検知することが可能となる。
【００４５】
更に本発明を適用した止水板１は、開口３１に配設する際において、単に当該開口３１を塞ぐようにして載置すれば足り、特別な外部足場や高所作業車を用いる必要も無く、安価な施工を実現することが可能となる。また、止水板１は、極めて安価な材料のみで構成することが可能であり、しかも作製容易であることから、経済性の観点においても優れた形態といえる。
【００４６】
なお、この止水板１は、施工時において図５に示すように保護シール２７、２８を貼着するようにしてもよい。この保護シール２７は、それぞれ水溶性フィルム４３の表面に、また保護シール２８は、基板４１の下面に貼着される。保護シール２７を設ける理由としては、施工前において水溶性フィルム４３を水分から保護するためであり、また保護シール２８を設ける理由としては、基板４１の下面に形成される接着層４４を保護するためである。これにより、施工時において施工現場の降雨により水溶性フィルム４３が溶失してしまうのを防止することが可能となる。なお、止水板１は、実際に開口３１に配設する直前において、この保護シール２７、２８を剥がして使用する。
【００４７】
第２の実施形態
次に本発明における第２の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明をする。
【００４８】
図６は、第２の実施形態を適用した止水板２を示している。この止水板２は、鋼製底板１３に形成された開口３１に配設され、水溶性フィルム４３から構成される基板５１を備えている。ちなみに、この図６（ａ）は、止水板２１の斜視図を、また図６（ｂ）は、止水板２の平面図を示している。
【００４９】
この基板５１を構成する水溶性フィルム４３は、上述と同様の材質からなる。ちなみに、以下の実施の形態においては、この基板５１として、日本合成化学(株)製のハイセロン（登録商標）のＳ型を使用する場合を例にとり説明をする。
【００５０】
基板５１は、コンクリート１９の打設時において、主として開口３１を被覆することによりこれを閉口する役割を担うことによりコンクリート１９の開口３１からの漏出を防止し、またコンクリート１９の打設後において、雨水の浸透を検知する役割を担う。即ち、この基板５１は、コンクリート１９が硬化した後に、鋼製底板１３裏面から付着する霧や結露といった水分と反応することで徐々に溶失することで、当該基板５１自体が溶失し、これにより被覆されていた開口３１が開くことにより、コンクリート１９が開口３１を介して直接的に外部へと露出することになる。このため、点検者は、合成床版３において形成された開口３１を介してコンクリート１９の健全性を確認していくことになる。
【００５１】
この基板５１は、その板厚が２００μｍ未満である場合には、コンクリート１９打設時における打設圧力に耐え切れず、コンクリート１９が硬化する前に基板５１が破れてしまい開口３１からコンクリート１９が漏出してしまう。また基板５１は、その板厚が４００μｍを超える場合に、コンクリート１９硬化後における基板５１を構成する水溶性フィルムの残存量が増加してしまい、この基板５１が水分と反応することによる所期の開口が形成されなくなる。また基板５１は、その板厚が４００μｍを超える場合に、基板５１の溶解物が開口３１からツララ上に垂れ下がるため景観上も好ましくない。４００μｍ以下の膜厚では開口部周辺に溶解物が張り付くため、ツララ上に垂れ下がることはない。これらを考慮すれば、水溶性フィルムの膜厚は２００μｍ以上、４００μｍ以下にすることが望ましい。
【００５２】
次に、本発明に係る止水板２を合成床版３に適用する方法について説明をする。
【００５３】
先ず図７（ａ）に示すように、コンクリート１９を打設する前に、鋼製底板１３に設けられた開口３１を覆うようにして止水板２を載置し、これを貼り付けた後、図７（ｂ）に示すように、合成床版３を構築する上で一般的に使用される水セメント比５０％程度のコンクリート１９を打設する。このコンクリート１９の打設時において、水溶性フィルム４３からなる基板５１は、コンクリート１９内の水分と反応して徐々に溶失していくことになる。そして、コンクリート１９は経時的に徐々に硬化し、コンクリート１９が完全に硬化した後には水溶性フィルム４３からなる基板５１が完全に溶失し、コンクリート１９が開口３１を介して外部へと直接露出することになる。
【００５４】
次に、図７（ｃ）に示すように、車輌による繰り返し荷重、衝撃荷重、過積載車輌の走行や地震等の想定外荷重、防水材料の経年劣化等の原因により、コンクリート１９に亀裂４５が発生することになる。そして、かかる亀裂４５を介して雨水がコンクリート１９内部へ浸透していくことになる。更にこのコンクリート１９において形成された亀裂４５が徐々に伝播していき、図７（ｄ）に示すように鋼製底板１３にまで到達したとき、コンクリート１９内部を浸透した雨水は、鋼製底板１３上に滞留することになる。そして、この鋼製底板１３上に滞留した雨水を開口３１を介して識別することが可能となる。即ち、本構造物の管理者は、定期的に合成床版３の鋼殻の開口３１からの雨水の漏洩状況を目視点検することにより、合成床版３の健全性を容易に確認することが可能となる。
【００５５】
このように、本発明を適用した止水板２では、水溶性フィルム４３から構成される基板５１を備えているため、コンクリート１９の打設時において、コンクリート１９の開口３１からの漏洩を防止することができ、ちょうどコンクリート１９の打設が終了する頃に、当該基板５１を溶失させることが可能となる。また、コンクリート１９に対して事後的に導入された亀裂４５を介した雨水の浸透を、開口３１を介して直接視認することが可能となる。
【００５６】
更に本発明を適用した止水板２は、上述した止水板１と同様に、開口３１に配設する際において、単に当該開口３１を塞ぐようにして載置すれば足り、特別な外部足場や高所作業車を用いる必要も無く、安価な施工を実現することが可能となる。また、止水板２は、極めて安価な材料のみで構成することが可能であり、しかも作製容易であることから、経済性の観点においても優れた形態といえる。なお、これ以外の第１の実施形態と同様の効果を奏することは勿論である。
【００５７】
因みに、この止水板２は、施工時において図８に示すように保護シール２７、２８を貼着するようにしてもよい。この保護シール２７は、それぞれ基板５１の表面に、また保護シール２８は、基板４１の下面に貼着される。保護シール２７を設ける理由としては、施工前において水溶性フィルム４３から構成される基板５１を水分から保護するためであり、また保護シール２８を設ける理由としては、基板５１の下面に形成される接着層４４を保護するためである。これにより、施工時において施工現場の降雨により水溶性フィルム４３からなる基板５１が溶失してしまうのを防止することが可能となる。なお、止水板２は、実際に開口３１に配設する直前において、この保護シール２７、２８を剥がして使用する。
【００５８】
第３の実施形態
次に本発明における第３の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明をする。
【００５９】
図９は、第３の実施形態を適用した止水板５を示している。この止水板５は、鋼製底板１３に形成された開口３１に配設される。この止水板５は、開口３１に遊嵌可能な凸部６３が底面に凸設された透明な基板６１を備えている。そして、この凸部６３は、内部に水分反応性薬剤４２を注入するための空間としての収容室６４が設けられている。この収容室６４は、通常、基板６１の表面において開口６６を介して開口している。しかし、この凸部６３における収容室６４内に水分反応性薬剤４２が注入された後、開口６６は、水溶性フィルム４３により被覆される。その結果、この収容室６４は、基板６１の表面から水溶性フィルム４３により覆われるようにして密封されることになる。
【００６０】
このような形状からなる止水板５では、凸部６３が下側に向けて凸設された形状とされているため、当該凸部６３を鋼製底板１３に形成された開口３１に挿入して嵌めこむことができ、より確実な設置を実現することが可能となる。
【００６１】
凸部６３を円柱状に構成する場合には、２５ｍｍの径からなる開口３１に挿入して嵌合させるために、その外径は２４ｍｍ以下とされていることが必要となる。なお、この凸部６３は円柱状で構成されているがこれに限定されるものではなく、いかなる形状で構成されていてもよい。
【００６２】
また、この止水板５は、鋼製底板１３との間で確実に固定するため、図１０に示すように、基板６１の底面において接着層４４が形成されていてもよい。止水板１は、施工時において図１０に示すように保護シール２７、２８を貼着するようにしてもよい。この保護シール２７は、それぞれ水溶性フィルム４３並びに基板６１の表面に、また保護シール２８は、基板６１の下面に貼着される。保護シール２７を設ける理由としては、施工前において水溶性フィルム４３を水分から保護するためであり、また保護シール２８を設ける理由としては、基板４１の下面に形成される接着層４４を保護するためである。これにより、施工時において施工現場の降雨により水溶性フィルム４３が溶失してしまうのを防止することが可能となる。なお、止水板５は、実際に開口３１に配設する直前において、この保護シール２７、２８を剥がして使用されることになる。
【００６３】
次に、本発明に係る止水板５を合成床版３に適用する方法について説明をする。
【００６４】
先ず図１１（ａ）に示すように、コンクリート１９を打設する前に、鋼製底板１３に設けられた開口３１を覆うようにして止水板５を載置する。このとき、凸部６３を開口３１に遊嵌させるようにして配置することになる。その後、図１１（ｂ）に示すようにコンクリート１９を打設する。このコンクリート１９の打設時において、水溶性フィルム４３は、かかるコンクリート１９内の水分を、凸部６３中の水分反応性薬剤４２に対して一時的に遮断する。しかし、コンクリート１９は経時的に徐々に硬化し、コンクリート１９が完全に硬化した後には水溶性フィルム４３が溶失し、凸部６３内の水分反応性薬剤４２が水溶性フィルム４３を介すことなくコンクリート１９と直接的に接触する。
【００６５】
次に、図１１（ｃ）に示すように、コンクリート１９に亀裂４５が発生することになる。そして、かかる亀裂４５を介して雨水がコンクリート１９内部へ浸透していくことになる。更にこのコンクリート１９において形成された亀裂４５が徐々に伝播していき、図１１（ｄ）に示すように鋼製底板１３にまで到達したとき、コンクリート１９内部を浸透した雨水は、鋼製底板１３上に滞留することになる。
【００６６】
そして、この鋼製底板１３上に滞留した雨水が、開口３１に設置された止水板５にまで到達すると、凸部６３内に滲出することになり、水分反応性薬剤４２がこれと接触することになる。この段階では、水溶性フィルム４３が既に溶失していることから、止水板５に到達した雨水を、即座にこの水分反応性薬剤４２と反応させることが可能となる。その結果、例えば水分反応性薬剤４２として塩化コバルトを使用している場合には、かかる水分と反応することにより青から赤へと変色することになる。この水分反応性薬剤４２の変色状況は、凸部６３を介して外側から容易に視認することが可能となる。
【００６７】
また、本構造物の管理者は、定期的に合成床版３の鋼殻の開口３１に設けられた止水板５の変色状況を目視点検することにより、合成床版３の健全性を容易に確認することが可能となる。また、それ以外の第１の実施形態と同様の効果を奏することは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明を適用した止水板が配設される鋼コンクリート複合構造物を示す図である。
【図２】(a)は本発明を適用した第１の実施形態における止水板の斜視図であり、(b)は本発明を適用した第１の実施形態における止水板の平面図である。
【図３】本発明を適用した第１の実施形態における止水板を鋼製底板に形成された開口に配設する例を示す図である。
【図４】本発明に係る止水板を合成床版に適用する方法について説明するための図である。
【図５】本発明を適用した第１の実施形態における止水板に対して保護シールを貼着する例を示す図である。
【図６】(a)は本発明を適用した第２の実施形態における止水板の斜視図であり、(b)は本発明を適用した第２の実施形態における止水板の平面図である。
【図７】本発明を適用した第２の実施形態における止水板を鋼製底板に形成された開口に配設する例を示す図である。
【図８】本発明を適用した第２の実施形態における止水板に対して保護シールを貼着する例を示す図である。
【図９】本発明を適用した第３の実施形態における止水板の斜視図である。
【図１０】本発明を適用した第３の実施形態における止水板に対して保護シールを貼着する例を示す図である。
【図１１】本発明を適用した第３の実施形態における止水板による止水状態の確認方法について説明するための図である。
【符号の説明】
【００６９】
１、２ 止水板
３ 合成床版
１１ 主桁
１３ 鋼製底板
１７ 縦鉄筋
１８ 横鉄筋
１９ コンクリート
２０ 形鋼
２１ 下フランジ
２２ 上フランジ
２３ ずれ止め部材
２７、２８ 保護シール
３１ 開口
４１ 基板
４２ 水分反応性薬剤
４３ 水溶性フィルム
４４ 接着層
４５ 亀裂
５１ 基板
６１ 基板
６３ 凸部
６４ 収容室
６６ 開口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼コンクリート複合構造物の鋼製底板に形成された開口に配設される止水板、並びに当該止水板が配設された鋼コンクリート複合構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、橋梁分野において、鋼コンクリート複合構造である合成床版が盛んに使用されている。合成床版は鋼板を用いて鋼殻を形成し、この鋼殻を型枠としてコンクリートを打設する。鋼殻はコンクリートが硬化した後も特段撤去しない構成とされているため、現場打ちコンクリート床版で必要とされる成型用型枠や足場等の設置工程を省略することができる。このため、このような合成床版を使用する鋼コンクリート複合構造では、施工期間を大幅に短縮することができるという利点がある。
【０００３】
また、合成床版においては、コンクリートを硬化させた後、アクリル系樹脂や防水シートをコンクリート表面に敷設することにより防水層を形成させ、その上からアスファルトコンクリートを打設する。しかしながら、この合成床版を形成させた後、車輌による繰り返し荷重、衝撃荷重、過積載車輌の走行や地震等の想定外荷重、防水材料の経年劣化等によって防水層が破損してしまう場合もある。また同様の理由により、合成床版を構成するコンクリートに亀裂が入り、これを上下に貫通することになる。
【０００４】
このようなコンクリート内部を上下に貫通する亀裂が形成された合成床版に対して、雨水はかかる亀裂を介してコンクリート底面へと浸透していくことになる。そして、このコンクリート内部に浸透した雨水により、コンクリート内部に配設された鉄筋や底面を構成する鋼殻が腐食し、ひいては疲労耐久性が低下し、合成床版が急速に劣化することになる。
【０００５】
このため、合成床版を構成するコンクリート内部における浸透水の浸透状況を目視確認するための技術が従来において提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。この非特許文献１の開示技術では、コンクリート底面に接する鋼殻に対して直径２５ｍｍ程度の開口を形成させる。特にこの開口は、合成床版の縦横断勾配の低い箇所や、構造上、施工上において床版コンクリートを貫通するひび割れが発生し易い連続桁の中間支点付近、更には床版コンクリートの打ち継ぎ目近傍に重点的に配設される。こうした開口から水分やコンクリートの成分が溶けたエフロレッセンスが流出し、これによって床版コンクリート内部を貫通する亀裂の発生の有無を判別することが可能となる。
【０００６】
また、鋼殻底面に形成された開口から赤い錆汁が流れて出てきた場合に鉄筋や底鋼板に腐食が発生していることを判定することができ、別途合成床版を検査することによる耐久性の判断を促すことが可能となる。
【０００７】
ちなみに、この合成床版を構成する鋼殻底板における開口をゴム等の弾性パッキング材により塞ぎ、コンクリート内への雨水の浸透を当該パッキング材を介してモニタリングする方法も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。更に合成床版を構成する鋼殻底板における開口を樟脳などの昇華性物質からなる止水栓により塞ぎ、当該止水板を介してモニタリングする方法も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【非特許文献１】複合構造物の性能照査指針（案）「合成床版編」１０章 ｐｐ．１２８
【特許文献１】特開昭５８−１０１９５１号公報
【特許文献２】特開２００５−３６４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上述した特許文献１の開示技術では、一般的に合成床版の架設時には外部足場を必要としない。このため、高所に位置する鋼殻の底鋼板の下側からゴム製のパッキング材を撤去するために高所作業車を用いる必要が生じ、施工性の観点において課題を有していた。
【０００９】
また、特許文献２の開示技術では、昇華性物質を空気中に露出させておくと、時間経過とともに消滅してしまうため現場での品質管理が困難である。また不測の工期遅延等が発生した場合には、予め準備していた昇華栓が消滅してしまい、その使用タイミングの見極めが困難になるという問題点があった。また、特許文献２において開示されているこの昇華栓は、厚みが大きく、これに伴って合成床版を構成する内部充填コンクリートの厚みが薄くなってしまうという問題点があった。さらに従来の方法で使用するゴム栓の単価に対して、このような昇華性物質からなる昇華栓の単価は２５倍程度であり、経済性の観点から改善の余地があった。
【００１０】
さらに、単に鋼殻に開口を穿設する従来のモニタリング方法では、漏水等を介して顕著な変化が開口から確認できるまでに、コンクリートが相当劣化してしまい、劣化の早期発見並びに劣化度合の早期確認が困難になるという問題点があった。
【００１１】
また、内部コンクリートの劣化が認められ、補修作業として劣化コンクリートを撤去した後、再度コンクリートを打設する場合にも前述したコンクリート漏洩や止水栓の撤去作業の煩雑さが残るという問題点もあった。
【００１２】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、鋼コンクリート複合構造物の鋼製底板に形成された開口に配設される止水板において、コンクリートの劣化度合を早期にしかも高精度に確認することができ、更に経済性にも優れた止水板並びに鋼コンクリート複合構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するために、本発明を適用した止水板は、鋼コンクリート複合構造物の鋼製底板に形成された開口に配設される止水板において、当該止水板を埋設するコンクリートを上記開口を介して視認可能とするために透明な基板を備え、水分と反応して変性又は変色する水分反応性薬剤が上記基板上に塗布され、さらに水溶性フィルムが上記水分反応性薬剤を被覆してなることを特徴とする。
【００１４】
上述した課題を解決するために、本発明を適用した止水板は、鋼コンクリート複合構造物の鋼製底板に形成された開口に配設される止水板において、当該止水板を埋設するコンクリートを上記開口を介して視認可能とするために水溶性フィルムで構成された基板を備えることを特徴とする。
【００１５】
上述した課題を解決するために、本発明を適用した止水板は、鋼コンクリート複合構造物の鋼製底板に形成された開口に配設される止水板において、上記開口に遊嵌可能な凸部が底面に凸設され、当該止水板を埋設するコンクリートを上記開口を介して視認可能とするために透明な基板を備え、上記凸部内に形成された収容室には水分と反応して変性又は変色する水分反応性薬剤が注入され、更に上記基板表面から上記収容室を覆うように水溶性フィルムが貼着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
上述した構成からなる本発明では、水分と反応して変性又は変色する水分反応性薬剤が透明な基板上に塗布され、さらに水溶性フィルムが水分反応性薬剤を被覆してなる。また、この止水板は、合成床版における鋼製底板に形成された開口に配設される。このため、合成床版の供用中に何らかの理由でコンクリートに亀裂が発生し、またかかる亀裂が伝播して鋼製底板まで到達した場合においても、水分反応性薬剤の変性又は変色を基板を介して早期に明確に目視で検知することができる。しかも、水溶性フィルムは、コンクリートの打設時において、水分反応性薬剤に対して水分を遮蔽する役割を担い、更にコンクリートの打設後は溶失するため、水分反応性薬剤とコンクリートと直接的に接触させることが可能となる。その結果、コンクリートに対して事後的に導入された亀裂を介した雨水の浸透のみをより高精度に検知することが可能となる。
【００１７】
更に本発明を適用した止水板は、開口に配設する際において、単に当該開口を塞ぐようにして載置すれば足り、特別な外部足場や高所作業車を用いる必要も無く、安価な施工を実現することが可能となる。また、止水板は、極めて安価な材料のみで構成することが可能であり、しかも作製容易であることから、経済性の観点においても優れた形態といえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、鋼コンクリート複合構造物の鋼殻の底面に形成された開口に配設される止水板について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
本発明を適用した止水板は、例えば図１に示すような合成床版３を初めとした鋼コンクリート複合構造物に配設される。この合成床版３は、橋軸直角方向Ａに向けて所定間隔で主桁１１が配設され、主桁１１の上部には、ずれ止め部材２３が設置されている。ちなみに、このずれ止め部材２３は、この主桁１１付近において鋼製底板１３を曲げ下げて設置し、コンクリート１９で一体化されている。このコンクリート１９の上面には、防水シート９３が被覆され、当該防水シート９３の上層はアスファルト９４により舗装されている。
【００２０】
また、鋼製底板１３上には長手方向が橋軸直角方向Ａへ配向するＩ形鋼又はＨ形鋼からなる形鋼２０が橋軸方向Ｂに所定間隔をあけて並列配置されている。ちなみに、この橋軸方向Ｂは、車両や歩行者等の進行方向に相当するものである。
【００２１】
さらに、形鋼２０の下フランジ２１の両側縁と、鋼製底板１３の間が連続隅肉溶接または断続隅肉溶接により固着されることで、形鋼２０と鋼製底板１３とが固着一体化されている。形鋼２０の上フランジ２２には、当該形鋼２０の長手方向と略垂直方向に縦鉄筋１７が互いに平行となるように配設されている。また、この形鋼２０間には、形鋼２０の長手方向に沿って、所定長伸長する横鉄筋１８が配筋されている。さらに、これら形鋼２０並びに縦鉄筋１７、横鉄筋１８には、コンクリート１９と一体化されている。
【００２２】
また、道路橋示方書ではコンクリート１９表面から縦鉄筋１７、横鉄筋１８までの距離(かぶり)を３０ｍｍ以上と規定している。鋼製底板１３上に取り付けられる各部材高さ及びかぶりを考慮すると合成床版３の総厚は１６０ｍｍ〜３００ｍｍとなる。さらに、図１に示すような合成床版３では、形鋼２０に孔を開け、その中に鉄筋を通している。これは、合成床版３を設計する際において、鋼製底板１３には荷重分担を期待していないことに基づくものである。（必ずしも鋼製底板に荷重分担を期待していないわけではない。形鋼に孔を開ける理由はコンクリートが形鋼によって遮断されるのを防ぐためであり、ずれ止め機能を低下させないことを期待している。）活荷重が作用すると、支点近傍を除く合成床版３下部には曲げによる引張荷重が作用する。コンクリート１９のみでは引張荷重に対して抵抗できないため、形鋼２０に孔を開け、縦鉄筋１７、横鉄筋１８を配設することにより、曲げ耐力を向上させる。
【００２３】
また、この鋼製底板１３には、さらに開口３１が設けられている。この開口３１は、貫通穴として構成されてなり、縦横断勾配の低い箇所や、構造上、施工上においてコンクリート１９を貫通するひび割れが発生し易い連続桁の中間支点付近、更にはコンクリート１９の打ち継ぎ目近傍に重点的に配設される。
【００２４】
なお、上述したずれ止め部材２３の配設や開口３１の穿設等については予め工場において行い、その後現場に搬送してこれらを施工することになる。
【００２５】
第１の実施形態
本発明を適用した止水板１は、鋼製底板１３に形成された開口３１に配設される。この止水板１は、例えば図２に示すように、基板４１と、基板４１の表面において塗布される水分反応性薬剤４２と、かかる水分反応性薬剤４２を被覆する水溶性フィルム４３とを備えている。ちなみに、この図２（ａ）は、止水板１の斜視図を、また図２（ｂ）は、止水板１の平面図を示している。
【００２６】
基板４１は、透明な材料で構成されている。この基板４１は、例えばビニル素材やプラスチック素材等のようにコンクリート打設時の打設圧に耐える強度が必要となる。実験によれば開口３１の径２５ｍｍに対して、ビニル素材やプラスチック素材等で構成される基板４１の板厚が０．２０ｍｍよりも薄いとコンクリート打設時における打設圧により面外へ大きく変形し、接着面が剥離してしまい、コンクリート１９内に浸透してきた水分の漏出を引き起こしてしまう。また、基板４１の板厚が１．０ｍｍよりも厚い場合には、縦鉄筋１７、横鉄筋１８を覆うコンクリート１９のかぶり厚を減少させる要因になり、構造上好ましくない。このため、基板４１の板厚は、０．２０ｍｍ以上であり、１．０ｍｍ以下で構成されていることが望ましい。
【００２７】
なお、この基板４１の例としてビニル素材、又はプラスチック素材を挙げたが、これに限定されるものではなく、光透過性があり、水分反応性薬剤の変色が確認できる透明材質で上述した機能を満足するものであれば、いかなる材料で構成するようにしてもよい。
【００２８】
水分反応性薬剤４２は、例えば表１に示すように塩化コバルトや硫酸アンモニウム鉄のように水分と反応することにより変色又は変性する粉体状の材料で構成される。
【００２９】
【表１】
【００３０】
水分反応性薬剤４２は、表１に示す材料のうち、環境に対する無毒性を考慮して塩化コバルトを適用することが望ましい。しかしながら、この水分反応性物質４２は表１に示す薬剤に限定されるものではなく、水分と反応し変成が容易に確認できるものであればいかなる材料を適用するようにしてもよい。なお、鋼製底板１３の裏面は防錆のためめっき処理が施されているか、又は塗装処理されている。このため、水分反応性薬剤１２を構成する材料を選定する上では、鋼製底板１３の裏面の色と比較して識別可能な変色を呈するか否かを選定条件とするようにしてもよい。
【００３１】
水溶性フィルム４３は、日本合成化学(株)製のハイセロン（登録商標）であり、これは部分ケン化ポリビニルアルコール(PVOH)を原料として表２に示すように多種類開発されている。
【００３２】
【表２】
【００３３】
コンクリート１９は、通常アルカリ性を呈するため、表２中Ｓ型を使用することが望ましい。また、水溶性フィルム４３は、水温の上昇に比例して溶解速度も向上する。コンクリート１９の水和反応による断熱温度上昇量は配合する単位セメント量に比例する。このため、コンクリート１９の厚みを１ｍ以上で構成する場合には、この水溶性フィルム４３を、H型とすることが望ましい。
【００３４】
このような材質からなる水溶性フィルム４３を、水分反応性薬剤４２を覆うようにして、基板４１上に貼り付ける。これにより、コンクリート１９の打設時において、コンクリート１９が水分反応性薬剤４２と直接的に接触するのを防止することが可能となる。このため、コンクリート１９の打設時においてコンクリート中の水分が水分反応性薬剤４２へと浸透してしまうのを防止することができ、かかる水分に基づいて水分反応性薬剤４２自身が変色してしまうのを防止することが可能となる。
【００３５】
水溶性フィルム４３は、コンクリート打設後において、コンクリート内に浸透してきた水分を水分反応性薬剤４２により直接的に検知できるようにするために、ちょうどコンクリート１９の硬化が終了する時間に溶けて無くなる程度の膜厚で構成することが望ましい。
【００３６】
水溶性フィルム４３は、コンクリート１９が水セメント比５０％程度であるとき、２０μｍよりも膜厚が薄い場合には打設時のコンクリート１９中の水分により早期に溶解してしまう。その結果、特にコンクリート１９が硬化する前に水溶性フィルム４３が溶解してしまい、ひいては水分反応性薬剤４２がコンクリート１９中の水分と反応して変色してしまう。一方、この水溶性フィルム４３の膜厚が４００μｍよりも厚い場合には、コンクリート１９が硬化する時間である７時間経過後も溶けずに残存してしまい、コンクリート１９中に浸透してきた水分に対する水分反応性薬剤４２の変色を妨げ、初期の水分の検知を実現することができなくなる。このため、水溶性フィルム４３の膜厚は、２０μｍ以上であり、４００μｍ以下であることが望ましい。以上の膜厚は、あくまで、水溶性フィルム４３をＳ型で構成する場合についての例であるが、これに限定されるものではなく、他の型を適用した場合においても、打設したコンクリート１９が硬化するまでは水分を遮断し、コンクリート硬化後には水分と反応して溶失するという前記機能を満足する膜厚で構成されていればよい。
【００３７】
ちなみに、本発明を適用した止水板１では、基板４１上において水分反応性薬剤４２、水溶性フィルム４３が事前に積層され、一体化されていることから、持ち運び容易性を向上させることが可能となる。また、この止水板１を、鋼製底板１３に形成された開口３１に配設する際には、図３に示すように、この一体化された形状からなる止水板１を開口３１に載置すれば終了することから、施工容易性を向上させることが可能となる。
【００３８】
なお、この基板４１並びに水溶性フィルム４３の形状、並びに水分反応性薬剤４２の塗布形状は、円形である場合に限定されるものではなく、いかなる形状で構成されていてもよい。
【００３９】
次に、本発明に係る止水板１を合成床版３に適用する方法について説明をする。ちなみに、以下の説明においては、基板４１として板厚０．２ｍｍ、１辺が７０ｍｍの正方形のビニル製の板を使用し、その表面上に、乾燥させた塩化コバルト、硫酸アンモニウム鉄といった水分反応性薬剤４２を塗布し、これを覆うようにして水溶性フィルム４３としてのハイセロン（登録商標）のＳ型を使用した場合を例に挙げている。
【００４０】
先ず図４（ａ）に示すように、コンクリート１９を打設する前に、鋼製底板１３に設けられた開口３１を覆うようにして止水板１を載置し、これを貼り付けた後、図４（ｂ）に示すように合成床版３を構築する上で一般的に使用される水セメント比５０％程度のコンクリート１９を打設する。このコンクリート１９の打設時において、水溶性フィルム４３は、かかるコンクリート１９内の水分を水分反応性薬剤４２に対して一時的に遮断する。しかし、コンクリート１９は経時的に徐々に硬化し、コンクリート１９が完全に硬化した後には水溶性フィルム４３が溶失し、水分反応性薬剤４２が水溶性フィルム４３を介すことなくコンクリート１９と直接的に接触する。
【００４１】
次に、図４（ｃ）に示すように、車輌による繰り返し荷重、衝撃荷重、過積載車輌の走行や地震等の想定外荷重、防水材料の経年劣化等の原因により、コンクリート１９に亀裂４５が発生することになる。そして、かかる亀裂４５を介して雨水がコンクリート１９内部へ浸透していくことになる。更にこのコンクリート１９において形成された亀裂４５が徐々に伝播していき、図４（ｄ）に示すように鋼製底板１３にまで到達したとき、コンクリート１９内部を浸透した雨水は、鋼製底板１３上に滞留することになる。
【００４２】
そして、この鋼製底板１３上に滞留した雨水が、開口３１に設置された止水板１にまで到達すると、これを構成する水分反応性薬剤４２がこれと接触することになる。この段階では、水溶性フィルム４３が既に溶失していることから、止水板１に到達した雨水を、即座にこの水分反応性薬剤４２と反応させることが可能となる。その結果、例えば水分反応性薬剤４２として塩化コバルトを使用している場合には、かかる水分と反応することにより青から赤へと変色することになる。この水分反応性薬剤４２の変色状況は、基板４１を介して外側から容易に視認することが可能となる。特に基板４１は、開口３１を介して、合成床版３の下側から視認することができ、しかも透明状であることから、水分反応性薬剤４２の変色状況を容易に、しかも早期に確認することが可能となる。
【００４３】
また、本構造物の管理者は、定期的に合成床版３の鋼殻の開口３１に設けられた止水板１の変色状況を目視点検することにより、合成床版３の健全性を容易に確認することが可能となる。
【００４４】
このように、本発明を適用した止水板１では、水分と反応して変性又は変色する水分反応性薬剤４２が透明な基板４１上に塗布され、さらに水溶性フィルム４３が水分反応性薬剤４２を被覆してなる。また、この止水板１は、合成床版３における鋼製底板１３に形成された開口３１に配設される。このため、合成床版３の供用中に何らかの理由でコンクリート１９に亀裂４５が発生し、またかかる亀裂４５が伝播して鋼製底板１３まで到達した場合においても、水分反応性薬剤４２の変性又は変色を基板４１を介して早期に明確に目視で検知することができる。しかも、水溶性フィルム４３は、コンクリート１９の打設時において、水分反応性薬剤４２に対して水分を遮蔽する役割を担い、更にコンクリート１９の打設後は溶失するため、水分反応性薬剤４２とコンクリート１９と直接的に接触させることが可能となる。その結果、コンクリート１９に対して事後的に導入された亀裂４５を介した雨水の浸透のみをより高精度に検知することが可能となる。
【００４５】
更に本発明を適用した止水板１は、開口３１に配設する際において、単に当該開口３１を塞ぐようにして載置すれば足り、特別な外部足場や高所作業車を用いる必要も無く、安価な施工を実現することが可能となる。また、止水板１は、極めて安価な材料のみで構成することが可能であり、しかも作製容易であることから、経済性の観点においても優れた形態といえる。
【００４６】
なお、この止水板１は、施工時において図５に示すように保護シール２７、２８を貼着するようにしてもよい。この保護シール２７は、それぞれ水溶性フィルム４３の表面に、また保護シール２８は、基板４１の下面に貼着される。保護シール２７を設ける理由としては、施工前において水溶性フィルム４３を水分から保護するためであり、また保護シール２８を設ける理由としては、基板４１の下面に形成される接着層４４を保護するためである。これにより、施工時において施工現場の降雨により水溶性フィルム４３が溶失してしまうのを防止することが可能となる。なお、止水板１は、実際に開口３１に配設する直前において、この保護シール２７、２８を剥がして使用する。
【００４７】
第２の実施形態
次に本発明における第２の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明をする。
【００４８】
図６は、第２の実施形態を適用した止水板２を示している。この止水板２は、鋼製底板１３に形成された開口３１に配設され、水溶性フィルム４３から構成される基板５１を備えている。ちなみに、この図６（ａ）は、止水板２１の斜視図を、また図６（ｂ）は、止水板２の平面図を示している。
【００４９】
この基板５１を構成する水溶性フィルム４３は、上述と同様の材質からなる。ちなみに、以下の実施の形態においては、この基板５１として、日本合成化学(株)製のハイセロン（登録商標）のＳ型を使用する場合を例にとり説明をする。
【００５０】
基板５１は、コンクリート１９の打設時において、主として開口３１を被覆することによりこれを閉口する役割を担うことによりコンクリート１９の開口３１からの漏出を防止し、またコンクリート１９の打設後において、雨水の浸透を検知する役割を担う。即ち、この基板５１は、コンクリート１９が硬化した後に、鋼製底板１３裏面から付着する霧や結露といった水分と反応することで徐々に溶失することで、当該基板５１自体が溶失し、これにより被覆されていた開口３１が開くことにより、コンクリート１９が開口３１を介して直接的に外部へと露出することになる。このため、点検者は、合成床版３において形成された開口３１を介してコンクリート１９の健全性を確認していくことになる。
【００５１】
この基板５１は、その板厚が２００μｍ未満である場合には、コンクリート１９打設時における打設圧力に耐え切れず、コンクリート１９が硬化する前に基板５１が破れてしまい開口３１からコンクリート１９が漏出してしまう。また基板５１は、その板厚が４００μｍを超える場合に、コンクリート１９硬化後における基板５１を構成する水溶性フィルムの残存量が増加してしまい、この基板５１が水分と反応することによる所期の開口が形成されなくなる。また基板５１は、その板厚が４００μｍを超える場合に、基板５１の溶解物が開口３１からツララ上に垂れ下がるため景観上も好ましくない。４００μｍ以下の膜厚では開口部周辺に溶解物が張り付くため、ツララ上に垂れ下がることはない。これらを考慮すれば、水溶性フィルムの膜厚は２００μｍ以上、４００μｍ以下にすることが望ましい。
【００５２】
次に、本発明に係る止水板２を合成床版３に適用する方法について説明をする。
【００５３】
先ず図７（ａ）に示すように、コンクリート１９を打設する前に、鋼製底板１３に設けられた開口３１を覆うようにして止水板２を載置し、これを貼り付けた後、図７（ｂ）に示すように、合成床版３を構築する上で一般的に使用される水セメント比５０％程度のコンクリート１９を打設する。このコンクリート１９の打設時において、水溶性フィルム４３からなる基板５１は、コンクリート１９内の水分と反応して徐々に溶失していくことになる。そして、コンクリート１９は経時的に徐々に硬化し、コンクリート１９が完全に硬化した後には水溶性フィルム４３からなる基板５１が完全に溶失し、コンクリート１９が開口３１を介して外部へと直接露出することになる。
【００５４】
次に、図７（ｃ）に示すように、車輌による繰り返し荷重、衝撃荷重、過積載車輌の走行や地震等の想定外荷重、防水材料の経年劣化等の原因により、コンクリート１９に亀裂４５が発生することになる。そして、かかる亀裂４５を介して雨水がコンクリート１９内部へ浸透していくことになる。更にこのコンクリート１９において形成された亀裂４５が徐々に伝播していき、図７（ｄ）に示すように鋼製底板１３にまで到達したとき、コンクリート１９内部を浸透した雨水は、鋼製底板１３上に滞留することになる。そして、この鋼製底板１３上に滞留した雨水を開口３１を介して識別することが可能となる。即ち、本構造物の管理者は、定期的に合成床版３の鋼殻の開口３１からの雨水の漏洩状況を目視点検することにより、合成床版３の健全性を容易に確認することが可能となる。
【００５５】
このように、本発明を適用した止水板２では、水溶性フィルム４３から構成される基板５１を備えているため、コンクリート１９の打設時において、コンクリート１９の開口３１からの漏洩を防止することができ、ちょうどコンクリート１９の打設が終了する頃に、当該基板５１を溶失させることが可能となる。また、コンクリート１９に対して事後的に導入された亀裂４５を介した雨水の浸透を、開口３１を介して直接視認することが可能となる。
【００５６】
更に本発明を適用した止水板２は、上述した止水板１と同様に、開口３１に配設する際において、単に当該開口３１を塞ぐようにして載置すれば足り、特別な外部足場や高所作業車を用いる必要も無く、安価な施工を実現することが可能となる。また、止水板２は、極めて安価な材料のみで構成することが可能であり、しかも作製容易であることから、経済性の観点においても優れた形態といえる。なお、これ以外の第１の実施形態と同様の効果を奏することは勿論である。
【００５７】
因みに、この止水板２は、施工時において図８に示すように保護シール２７、２８を貼着するようにしてもよい。この保護シール２７は、それぞれ基板５１の表面に、また保護シール２８は、基板４１の下面に貼着される。保護シール２７を設ける理由としては、施工前において水溶性フィルム４３から構成される基板５１を水分から保護するためであり、また保護シール２８を設ける理由としては、基板５１の下面に形成される接着層４４を保護するためである。これにより、施工時において施工現場の降雨により水溶性フィルム４３からなる基板５１が溶失してしまうのを防止することが可能となる。なお、止水板２は、実際に開口３１に配設する直前において、この保護シール２７、２８を剥がして使用する。
【００５８】
第３の実施形態
次に本発明における第３の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明をする。
【００５９】
図９は、第３の実施形態を適用した止水板５を示している。この止水板５は、鋼製底板１３に形成された開口３１に配設される。この止水板５は、開口３１に遊嵌可能な凸部６３が底面に凸設された透明な基板６１を備えている。そして、この凸部６３は、内部に水分反応性薬剤４２を注入するための空間としての収容室６４が設けられている。この収容室６４は、通常、基板６１の表面において開口６６を介して開口している。しかし、この凸部６３における収容室６４内に水分反応性薬剤４２が注入された後、開口６６は、水溶性フィルム４３により被覆される。その結果、この収容室６４は、基板６１の表面から水溶性フィルム４３により覆われるようにして密封されることになる。
【００６０】
このような形状からなる止水板５では、凸部６３が下側に向けて凸設された形状とされているため、当該凸部６３を鋼製底板１３に形成された開口３１に挿入して嵌めこむことができ、より確実な設置を実現することが可能となる。
【００６１】
凸部６３を円柱状に構成する場合には、２５ｍｍの径からなる開口３１に挿入して嵌合させるために、その外径は２４ｍｍ以下とされていることが必要となる。なお、この凸部６３は円柱状で構成されているがこれに限定されるものではなく、いかなる形状で構成されていてもよい。
【００６２】
また、この止水板５は、鋼製底板１３との間で確実に固定するため、図１０に示すように、基板６１の底面において接着層４４が形成されていてもよい。止水板１は、施工時において図１０に示すように保護シール２７、２８を貼着するようにしてもよい。この保護シール２７は、それぞれ水溶性フィルム４３並びに基板６１の表面に、また保護シール２８は、基板６１の下面に貼着される。保護シール２７を設ける理由としては、施工前において水溶性フィルム４３を水分から保護するためであり、また保護シール２８を設ける理由としては、基板４１の下面に形成される接着層４４を保護するためである。これにより、施工時において施工現場の降雨により水溶性フィルム４３が溶失してしまうのを防止することが可能となる。なお、止水板５は、実際に開口３１に配設する直前において、この保護シール２７、２８を剥がして使用されることになる。
【００６３】
次に、本発明に係る止水板５を合成床版３に適用する方法について説明をする。
【００６４】
先ず図１１（ａ）に示すように、コンクリート１９を打設する前に、鋼製底板１３に設けられた開口３１を覆うようにして止水板５を載置する。このとき、凸部６３を開口３１に遊嵌させるようにして配置することになる。その後、図１１（ｂ）に示すようにコンクリート１９を打設する。このコンクリート１９の打設時において、水溶性フィルム４３は、かかるコンクリート１９内の水分を、凸部６３中の水分反応性薬剤４２に対して一時的に遮断する。しかし、コンクリート１９は経時的に徐々に硬化し、コンクリート１９が完全に硬化した後には水溶性フィルム４３が溶失し、凸部６３内の水分反応性薬剤４２が水溶性フィルム４３を介すことなくコンクリート１９と直接的に接触する。
【００６５】
次に、図１１（ｃ）に示すように、コンクリート１９に亀裂４５が発生することになる。そして、かかる亀裂４５を介して雨水がコンクリート１９内部へ浸透していくことになる。更にこのコンクリート１９において形成された亀裂４５が徐々に伝播していき、図１１（ｄ）に示すように鋼製底板１３にまで到達したとき、コンクリート１９内部を浸透した雨水は、鋼製底板１３上に滞留することになる。
【００６６】
そして、この鋼製底板１３上に滞留した雨水が、開口３１に設置された止水板５にまで到達すると、凸部６３内に滲出することになり、水分反応性薬剤４２がこれと接触することになる。この段階では、水溶性フィルム４３が既に溶失していることから、止水板５に到達した雨水を、即座にこの水分反応性薬剤４２と反応させることが可能となる。その結果、例えば水分反応性薬剤４２として塩化コバルトを使用している場合には、かかる水分と反応することにより青から赤へと変色することになる。この水分反応性薬剤４２の変色状況は、凸部６３を介して外側から容易に視認することが可能となる。
【００６７】
また、本構造物の管理者は、定期的に合成床版３の鋼殻の開口３１に設けられた止水板５の変色状況を目視点検することにより、合成床版３の健全性を容易に確認することが可能となる。また、それ以外の第１の実施形態と同様の効果を奏することは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明を適用した止水板が配設される鋼コンクリート複合構造物を示す図である。
【図２】(a)は本発明を適用した第１の実施形態における止水板の斜視図であり、(b)は本発明を適用した第１の実施形態における止水板の平面図である。
【図３】本発明を適用した第１の実施形態における止水板を鋼製底板に形成された開口に配設する例を示す図である。
【図４】本発明に係る止水板を合成床版に適用する方法について説明するための図である。
【図５】本発明を適用した第１の実施形態における止水板に対して保護シールを貼着する例を示す図である。
【図６】(a)は本発明を適用した第２の実施形態における止水板の斜視図であり、(b)は本発明を適用した第２の実施形態における止水板の平面図である。
【図７】本発明を適用した第２の実施形態における止水板を鋼製底板に形成された開口に配設する例を示す図である。
【図８】本発明を適用した第２の実施形態における止水板に対して保護シールを貼着する例を示す図である。
【図９】本発明を適用した第３の実施形態における止水板の斜視図である。
【図１０】本発明を適用した第３の実施形態における止水板に対して保護シールを貼着する例を示す図である。
【図１１】本発明を適用した第３の実施形態における止水板による止水状態の確認方法について説明するための図である。
【符号の説明】
【００６９】
１、２ 止水板
３ 合成床版
１１ 主桁
１３ 鋼製底板
１７ 縦鉄筋
１８ 横鉄筋
１９ コンクリート
２０ 形鋼
２１ 下フランジ
２２ 上フランジ
２３ ずれ止め部材
２７、２８ 保護シール
３１ 開口
４１ 基板
４２ 水分反応性薬剤
４３ 水溶性フィルム
４４ 接着層
４５ 亀裂
５１ 基板
６１ 基板
６３ 凸部
６４ 収容室
６６ 開口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼コンクリート複合構造物の鋼製底板に形成された開口に配設される止水板において、
当該止水板を埋設するコンクリートを上記開口を介して視認可能とするために透明な基板を備え、
水分と反応して変性又は変色する水分反応性薬剤が上記基板上に塗布され、さらに水溶性フィルムが上記水分反応性薬剤を被覆してなること
を特徴とする止水板。
【請求項２】
鋼コンクリート複合構造物の鋼製底板に形成された開口に配設される止水板において、
当該止水板を埋設するコンクリートを上記開口を介して視認可能とするために水溶性フィルムで構成された基板を備えること
を特徴とする止水板。
【請求項３】
鋼コンクリート複合構造物の鋼製底板に形成された開口に配設される止水板において、
上記開口に遊嵌可能な凸部が底面に凸設され、当該止水板を埋設するコンクリートを上記開口を介して視認可能とするために透明な基板を備え、
上記凸部内に形成された収容室には水分と反応して変性又は変色する水分反応性薬剤が注入され、
更に上記基板表面から上記収容室を覆うように水溶性フィルムが貼着されていること
を特徴とする止水板。
【請求項４】
上記水分反応性薬剤は、塩化コバルト、バリウム、又は硫酸アンモニウム鉄であること
を特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載の止水板。
【請求項５】
請求項１〜４のうち何れか１項記載の止水板が、鋼殻の底面に形成された開口に配設されていること
を特徴とする鋼コンクリート複合構造物。
【請求項１】
鋼コンクリート複合構造物の鋼製底板に形成された開口に配設される止水板において、
当該止水板を埋設するコンクリートを上記開口を介して視認可能とするために透明な基板を備え、
水分と反応して変性又は変色する水分反応性薬剤が上記基板上に塗布され、さらに水溶性フィルムが上記水分反応性薬剤を被覆してなること
を特徴とする止水板。
【請求項２】
鋼コンクリート複合構造物の鋼製底板に形成された開口に配設される止水板において、
当該止水板を埋設するコンクリートを上記開口を介して視認可能とするために水溶性フィルムで構成された基板を備えること
を特徴とする止水板。
【請求項３】
鋼コンクリート複合構造物の鋼製底板に形成された開口に配設される止水板において、
上記開口に遊嵌可能な凸部が底面に凸設され、当該止水板を埋設するコンクリートを上記開口を介して視認可能とするために透明な基板を備え、
上記凸部内に形成された収容室には水分と反応して変性又は変色する水分反応性薬剤が注入され、
更に上記基板表面から上記収容室を覆うように水溶性フィルムが貼着されていること
を特徴とする止水板。
【請求項４】
上記水分反応性薬剤は、塩化コバルト、バリウム、又は硫酸アンモニウム鉄であること
を特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載の止水板。
【請求項５】
請求項１〜４のうち何れか１項記載の止水板が、鋼殻の底面に形成された開口に配設されていること
を特徴とする鋼コンクリート複合構造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−２５６９１４（Ｐ２００９−２５６９１４Ａ）
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０５０９１（Ｐ２００８−１０５０９１）
【出願日】平成２０年４月１４日（２００８．４．１４）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１４日（２００８．４．１４）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【Ｆターム（参考）】
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