JP2002147029A - コンクリートの補修方法並びに立設コンクリート壁の部分加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンクリートの補修部分が剥離しないようにす
る。 【解決手段】 コンクリート１のクラック９の周辺を加
熱して脆弱にし、その脆弱部６を除去することによりク
ラック９を消滅させると共に、除去して生じた窪みに突
起している骨材の内、抜け易い砕石８を除去してから補
修材１１を該窪みに充填することによって、補修材１１
とコンクリート１とを入り組ませて剥離できないように
する。 【効果】本発明による「コンクリートの補修方法」は、
補修材が剥離してからも、その補修材を脱落させずに、
その補修材に対し、鉄筋の腐食やコンクリートの中性化
進行からコンクリートを保護させ続けさせるという特徴
を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリートの補
修方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、コンクリートのクラックや劣
化部等の損傷部を補修する際、その損傷部の周辺を圧縮
空気の圧力、油圧、若しくは電気を動力源とする振動工
具で削り取った後に生じた窪みに補修材を充填し、充填
した補修材をその付着力でコンクリート地肌に固着させ
て、元の形状に復元する方法が採用され続けてきてい
る。

【０００３】処が、コンクリートを削って生じた前述の
窪みは、コンクリートを圧縮空気の圧力、油圧、若しく
は電気を動力源とする振動工具で以って、骨材やモルタ
ルに割れを生じさせて生じたものであるから、その窪み
の表面は概ね滑らかである。

【０００４】従って、その窪みに充填した補修材が収縮
してコンクリートの表面から剥離し場合には、その補修
材は容易に脱落するに至るという問題があった。また、
コンクリート熱膨張率と固着後の補修材の熱膨張率が異
なる場合、その補修材が、気温による熱膨張の差に起因
してコンクリートから剥離し、容易に脱落するに至ると
いう問題があった。

【０００５】以上の問題に対処するために、コンクリー
トの損傷部を削り取る際に鉄筋の裏側が露出するまでコ
ンクリートを削り取って、生じた窪みに充填する補修材
を鉄筋に絡ませることによって、補修材が剥離しても容
易に脱落するに至らないようにする方法が採用され続け
てきている。

【０００６】しかし、鉄筋が露出するまでコンクリート
を削り取った場合、付着した補修材が収縮或いは熱膨張
差によって剥離すれば、補修材が所在しているコンクリ
ートの窪みの表面が概ね滑らかであるから、雨水や空気
が、剥離で生じた隙間の奥深くに入って、鉄筋を腐食さ
せるという現象が発生する。鉄筋が腐食すれば、鉄筋が
体積膨張を来たして、補修部やそこに隣接した健全なコ
ンクリート部に剥離脱落を生じさせるという問題があっ
た。

【０００７】以上の事情により、付着した補修材が剥離
しない補修方法の出現が関係者の間で切望されていた。

【０００８】

【解決しょうとする課題】コンクリートの補修部分が剥
離しないようにする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】コンクリートに生じた損
傷部及びその周辺を加熱して脆弱にし、その脆弱部を除
去することにより、損傷部を消滅させると共に、その除
去により生じた凹凸に富んだ窪みに補修材を充填するこ
とによって、補修材とコンクリートとを入り組ませて、
補修材が剥離できないようにする。

【００１０】

【発明の実施の態様】

【００１１】コンクリートは、骨材と砂とセメントと水
との混合物が、セメント成分であるアルミナの水和反応
によって、固化したものであるから、その水和反応にお
いて余った水分たる“遊離水”及び水和反応した水分た
る“結晶水”を包含している。

【００１２】固化したコンクリートは、モルタルがセメ
ントと水の混合物が固化したものであることから、骨材
と砂とモルタルとの混在物である。

【００１３】そこで、固化したコンクリートに生じたク
ラックや劣化部等の損傷部及びその周辺（以後「補修
部」と称する。）のモルタルを３００℃以上に加熱する
ことによって、補修部の遊離水及び結晶水を、高圧水蒸
気にして、コンクリート内部から放出させる。これらの
水蒸気は、その膨張圧で、モルタルに微細なクラックを
生じさせてコンクリート内部から放出するため、補修部
に所在する全モルタルを脆弱にする。従って、３００℃
の等温線を境にして、加熱側いわゆる表面側のモルタル
は３００℃より高温になって脆弱化し、反加熱側いわゆ
るコンクリート１の内部側のモルタルは３００℃より低
いために遊離水が過多でなければ健全である。

【００１４】次いで、脆弱化したコンクリート部分のモ
ルタルを、超音波式彫刻刀、加振式針金状タガネ或いは
加振式へら状タガネ等（以後「加振切削機」という。）
を用いて脆弱化したモルタルを粉化して、骨材をえぐり
出す。えぐり出した骨材、粉化したモルタル、そのモル
タルに含まれていた砂を除去することによって、補修部
に溝（以後「掘削溝」と称する。）を設ける。３００℃
の等温線の反加熱側におけるモルタルは、脆弱化してい
ないから、３００℃の等温線上に位置している骨材の
内、えぐり出せないで残存するものがある。このため、
掘削溝の内側表面は凹凸に富んだものとなる。

【００１５】尚、補修部の幅は、最大骨材が３０ｍｍ乃
至４０ｍｍの大きさであるときには、少なくとも略５０
ｍｍの以上にして、その骨材が除去し易すくしておくこ
とが必要である。このため、クラックの補修には、掘削
溝の最小幅が少なくとも略５０ｍｍの幅であることが好
ましい。また、中性化した部分や当初のコンクリート打
設時の混練不良によるモルタル不足部分の補修には、掘
削溝を小間隔に並列して設けた後に生じた溝間の残存部
を割って除去することによって、幅広の掘削溝を設け
る。

【００１６】掘削溝の内側表面に突出している骨材の
内、引き抜ける骨材を引き抜いて、内側表面を凹凸に富
ませてから、補修材を掘削溝に充填する。従って、本発
明によるコンクリートの補修方法は、固化した補修材
が、掘削溝の内側表面に所在している凹凸に嵌合してコ
ンクリートに入り組んでいるから、剥離が生じても脱落
しない。また、本発明によるコンクリートの補修方法に
は、補修材が剥離しても、補修材とコンクリートとが入
り組んでいるため、雨水や空気が隙間の奥深くに浸入し
難くなり、鉄筋を腐食し難くするという効果がある。更
に、本発明によるコンクリートの補修方法には、補修材
が剥離しても、雨水や空気が隙間の奥深くに浸入し難い
ため、コンクリートの中性化を内部で発生し難くすると
いう効果がある。

【００１７】尚、本発明をするに当たっての知見によれ
ば、コンクリートは、発熱体から２５ｍｍ離れたコンク
リート内部を１分間当たり略７．５℃の割合で６０分間
に亘って連続昇温しても、爆裂を生じなかった。また、
この場合の発熱体の発熱容量は、発熱体長３００ｍｍ当
たり６００Ｗであった。従って、コンクリートを脆弱化
させるための昇温は、発熱体から２５ｍｍ離れたコンク
リート内部を、１分間当たり略７．５℃の割合で６０分
間まで、連続昇温とすることが、作業者の身の安全性及
び作業の促進効率の観点から好ましい。

【００１８】

【実施例１】図１は、骨材が砕石で構成されているコン
クリート１の表面２に所在しているクラック９に沿って
載置した発熱体３を、遮熱カバー４で覆って発熱させ、
発熱体３の中心下の表面位置Ｃ点から略２５ｍｍ離れた
表面２の位置たるＡ点およびＢ点が３００℃に昇温した
ときの状況を表した断面図である。

【００１９】遮熱カバー４は、その内面に断熱材が貼ら
れており、発熱体３からの放射熱が大気へ放出しないよ
うにしている。図１中の５は３００℃の等温線を表し、
等温線５は、発熱体３が６０分間に亘って３００ｍｍ長
さ当たり６００Ｗを発熱して、生じたものである。図１
中の６は、図中の斜線部であって、等温線５の内側に所
在するモルタル７が脱水して生じた脆弱部を表し、脆弱
部６の最上部の幅、即ち、コンクリート１の表面２にお
ける脆弱部の幅は、３００℃位置たるＡ点とＢ点の間で
あり略５０ｍｍである。

【００２０】発熱体３による加熱は、図１の状況、即
ち、発熱体３から略２５ｍｍ離れた表面２の位置が３０
０℃に昇温したときに、停止する。

【００２１】加熱を停止した後、コンクリート１の脆弱
部６内に所在するモルタル７を加振切削機で粉化し、砕
石、砂、粉化したモルタルを除去することによって、掘
削溝１０を設けることができる。掘削溝１０の底部に突
出した砕石８の内、脆弱部６がその砕石８に沿って反加
熱側いわゆる健全部１３側へ出張っているために、引き
抜き易くなっている砕石８を抜いて除去する。

【００２２】尚、コンクリート１の表面２における脆弱
部６の幅は略５０ｍｍであるので、脆弱部６内に所在す
る大きさが３０ｍｍ乃至４０ｍｍ以下の砕石８は、モル
タルを加振切削機１２で粉化して、除去することができ
る。

【００２３】従って、脆弱部６及び砕石８を除去して生
じた掘削溝１０の内側表面は、砕石跡部１５や残存砕石
１６の突出が所在しているので、凹凸に富んだ面とな
る。次いで、掘削溝１０に補修材１１を充填して、クン
クリート１の表面２をクラック９の無い表面を復元する
ことによって、補修が完了する。掘削溝１０に充填され
て硬化した補修材１１は、図２に示す如く掘削溝１０の
内側表面に所在している凹凸に嵌合して絡みあって、脱
落しない。また、掘削溝１０の内側表面に所在する砕石
跡部１５の縁は、脆弱部６がその砕石８に沿って反加熱
側いわゆる健全部１３側へ出張っていた痕跡であるか
ら、角張っていない。従って、補修材１１を掘削溝１０
の内側全表面に完全に密着させて充填することができ
る。

【００２４】尚、垂直壁において掘削溝１０の表面にチ
オ硫酸ナトリウム１４を塗布してから掘削溝１０に補修
材１１を充填する場合、チオ硫酸ナトリウム１４を溜ま
らせ得る砕石跡部１５が所在するから、その砕石跡部１
５にチオ硫酸ナトリウム１４を溜めてから補修材１１を
充填することにより、補修材１１の圧力でチオ硫酸ナト
リウム１４を掘削溝１０の内側表面に広がらせることが
できる。掘削溝１０の内側表面に広がったチオ硫酸ナト
リウム１４は、コンクリート１にて、染み込んで溜まる
ので、チオ硫酸ナトリウム１４が、長期に亘って掘削溝
１０の内側表面を活性化するため、チオ硫酸ナトリウム
１４を塗布しない場合より補修後の強度を向上させるこ
とができる。

【００２５】

【実施例２】図３は、骨材が砕石で構成されているコン
クリート１の表面２に深いクラック１７が所在している
場合の補修状況を表した断面図である。図３中の１８は
掘削溝を表し、掘削溝１８は、コンクリート１の表面２
のクラック１７（二点鎖線で表示）上に載置した発熱体
３（二点鎖線で表示）を遮熱カバー４で覆って発熱させ
てから、発熱によって生じたモルタル７の脆弱部及びそ
の脆弱部内の砕石８を除去して生じたものである。図３
中の実線で表示されている発熱体３、即ち掘削溝１８の
底面に所在しているクラック１７上に載置した発熱体３
は、遮熱カバー４を掘削溝１８の縁に載置して発熱さ
せ、３００℃の等温線１９内のモルタル７を脆弱化して
いる。図中の斜線部は、コンクリート１の３００℃等温
線１９内の脆弱部２０を表す。前述の状況、即ち、発熱
体３から略２５ｍｍ離れた位置が３００℃に昇温したと
きに、発熱体による加熱を停止する。

【００２６】加熱を停止した後、コンクリート１の脆弱
部２０におけるモルタル７を加振切削機１２で粉化し、
砕石、砂、粉化したモルタルを除去して、掘り下げるこ
とによって、掘削溝１８を深くした掘削溝２１を設け
る。掘削溝１８の底部に突出した砕石８の内、引き抜く
ことができる砕石８を抜いて除去する。次いで、掘削溝
１８を深くして生じた掘削溝２１に補修材１１を、図４
に示す如く、充填して、コンクリート１の表面２をクラ
ック１７の無い表面を復元することによって、補修が完
了する。

【００２７】固化した補修材１１は、深く充填されてい
るために、掘削溝２１の内側表面の凹凸と嵌合する面積
が広くなって、剥離現象が生じ難くなる。従って、本補
修方法は、振動荷重が掛かるコンクリート構造物におけ
るクラック補修に適する。

【００２８】

【実施例３】図５は、コンクリート１の垂直壁２２の表
面２３に設けた掘削溝２４の奥底２５を、前述の掘削溝
１８を深くしたように、更に、掘削して深くするため
に、立設コンクリート壁の部分加熱装置Ａを掘削溝２４
に据付て、奥底２５に発熱体２６を設置した状況を表し
た部分断面斜視図であり、図中における立設コンクリー
ト壁の部分加熱装置Ａは発熱体２６と発熱体支持手段２
７と遮熱カバー３５とで構成されている。

【００２９】発熱体支持手段２７は、碍子で構成された
支持筒２９を中央に具備した突出板３０の両端がウエブ
付きフランジ３１ａ，３１ｂに支持されてなるもので、
図５に示す如く、遮熱カバー３５を上下から挟みかつ掘
削溝２４を跨いで、各々のフランジ部をコンクリート１
の垂直壁２２に当接して粘着テープ２８で垂直壁２２に
張り付けて固定される。ウエブ付きフランジ３１ａ，３
１ｂは、コンクリート１の表面２３が発熱体２６の発熱
によって昇温するため、温度の影響を受けて粘着力が小
さくならない温度域に粘着テープ２８が貼れるように長
くする。

【００３０】発熱体２６は、［字状をなし、直線部がコ
ンクリート１の加熱対象部に沿わされ、鉤部３２の各々
をそれぞれの発熱体支持手段２７の支持筒２９に挿通さ
れてなる。発熱体２６は、支持筒２９を具備した突出板
３０がウエブ付きフランジ３１ａ，３１ｂから突出して
いるから、鉤部３２を支持筒２９の外へ出すことによっ
て直線部をコンクリート１の表面２３に沿わせることが
できるので、コンクリート１の表面２３をも加熱するこ
とができる。

【００３１】遮熱カバー３５は、内面のコンクリート側
に断熱材が貼られており、図５に示す如くその断面形状
が発熱体支持手段２７の形状と同一形状をなしている。
遮熱カバー３５は、以上の構成であるから、中央部の突
出部でコンクリート１の加熱対象部たるコンクリート１
の表面２３や掘削溝２４を覆い、上下を２個の発熱体支
持手段２７で挟まれて、コンクリート１の表面２３に固
定される。

【００３２】本発明の立設コンクリート壁の部分加熱装
置Ａは、以上の構成であるから、発熱体２６が掘削溝２
４の底に所在するクラックに沿って位置するように、発
熱体２６を組み付けた２個の発熱体支持手段２７が、遮
熱カバー３５の長さの間隔を置いて掘削溝２４の上に橋
架され、それぞれのウエブ付きフランジ３１ａ，３１ｂ
を垂直壁２２に粘着テープ２８で貼り付けられる。

【００３３】尚、粘着テープ２８を用いる代わりに、ウ
エブ付きフランジ３１ａ，３１ｂの各々の当接面を両面
粘着テープで以ってコンクリート表面２３に固定しても
良い。かくして、垂直な掘削溝２４の奥底２５に発熱体
２６を設置することができる。そして、遮熱カバー３５
を発熱体支持装置２７間に押し込んで、掘削溝２４を遮
熱カバー３５で覆う。

【００３４】次いで、発熱体２６に通電加熱し、掘削溝
２４の奥底２５を脆弱化した後、遮熱カバー３５、発熱
体支持装置２７および発熱体２６を除去して、前述の掘
削溝１８下の脆弱部２０を除去して深い掘削溝２１を設
けた要領で、奥底２５の奥の脆弱部３３を除去する。か
くして、コンクリート１の垂直壁２２の表面２３に深い
掘削溝３４を設けることができる。

【００３５】次いで、掘削溝２４を深くして生じた掘削
溝３４に補修材１１を充填して、コンクリート１の垂直
壁２２の表面２をクラックの無い表面に復元することに
よって、補修が完了する。固化した補修材１１は、深く
充填されているために、掘削溝３４の内側表面の凹凸と
嵌合する面積が広くなって、剥離現象が生じ難くなる。
従って、本補修方法は、振動荷重が掛かるコンクリート
構造物における垂直壁に生じたクラックの補修に適す
る。

【００３６】尚、当初の掘削溝２４を掘削するために行
う垂直壁２２の加熱は、前述の２個の発熱体支持手段２
７と発熱体２６を用いて行う。発熱体支持手段２７にお
ける支持筒２９を具備する突出板３０は、ウエブ付きフ
ランジ３１ａ、３１ｂからの高さを発熱体２６の収まる
高さに予めしておく。発熱体２６がコンクリート１の表
面２３にあるクラックに沿って設置されるように、発熱
体２６を支承した２個の発熱体支持手段２７の位置を決
め、これらの全ウエブ付きフランジ３１ａ，３１ｂをコ
ンクリート１の垂直壁２２に粘着テープ２８で固定す
る。次いで、遮熱カバー３５を発熱体支持手段２７間に
押し込んで、発熱体２６に通電することにより、垂直壁
２２の表面２３を加熱することができる。

【００３７】従って、前述の如く加熱した後、粘着テー
プ２８を剥ぎ取り、遮熱カバー３５、発熱体支持装置２
７および発熱体２６を除去してから、加熱により脆弱化
した部分を除くことによって、垂直壁２２の表面２３に
垂直な掘削溝２４を設けることができる。

【００３８】また、本実施例では、掘削溝２４を垂直壁
２２に垂直に設けたが、掘削溝２４は、発熱体支持手段
２７を横向きに並列して設置することにより、発熱体２
６を横向きに設ける事ができるため、横向きに設けるこ
とができる。但し、掘削溝２４を横向きに設ける場合
は、発熱体支持手段２７を若干逆ハ状にコンクリート１
に貼り付けて、遮熱カバー３５が落ちないようにする。
そして、発熱体２６が、その鉤部３２を支持筒２９の内
側へ押し込むことによって、直線部を掘削溝２４の奥底
２５に沿わせられるので、掘削溝２４を更に深くして掘
削溝３４を設けることができる。前述と同様にして、発
熱体２６を斜めに設けることによって、垂直壁２２に掘
削溝２４を斜めに設けることができ、その斜めの掘削溝
２４を前述と同様にして深い掘削溝３４にすることがで
きる。

【００３９】

【効果】本発明による「コンクリートの補修方法」は、
前述した如く、補修材が剥離してからも、その補修材を
脱落させずに、その補修材に対し、鉄筋の腐食やコンク
リートの中性化進行からコンクリートを保護させ続けさ
せるという従来に無い特徴を有する。また、本発明であ
る「コンクリートを補修する方法」は、動力源に圧縮空
気、油圧または電気を動力とする重錘の衝撃を用いた破
砕装置、所謂、削岩機或いはブレーカ、等を用いて、コ
ンクリートを削っていないから、これらの機器による大
騒音が発生しない。本発明である「コンクリートを補修
する方法」は、脆弱したモルタルを加振切削機で粉化し
て、損傷部及びその周辺部を除去するため、騒音が極め
て小さい。このため、事務所内が執務中であっても、病
院に入院患者がいても、このような建物のコンクリート
部分の補修工事できるようになった。

【００４０】更に、本発明である「コンクリートを補修
する方法」は、補修材が深く充填され、かつ、補修材の
充填用穴の内側表面が凹凸に富んでいるから、振動荷重
が掛かるコンクリート構造物のクラック補修に適する。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンクリート表面に発熱体を設置し、コンクリ
ートの表面及び該表面の下部を脆弱にした状況を表した
断面図である。

【図２】掘削溝に補修材を充填して浅いコンクリートの
クラックを補修した状況の断面図である。

【図３】コンクリート表面に発熱体を設置し、コンクリ
ートに設けた掘削溝の底面の下部を脆弱にした状況を表
した断面図である。

【図４】掘削溝に補修材を充填してコンクリートの深い
クラックを補修した状況の断面図である。

【図５】立設したコンクリート壁に部分加熱装置を貼り
付けて掘削溝を設けているときの状況を表した斜視図で
ある。

【符号の説明】

Ａ‥‥‥‥‥‥立設コンクリート壁の部分加熱装置 １‥‥‥‥‥‥コンクリート ２‥‥‥‥‥‥
表面 ３‥‥‥‥‥‥発熱体 ４‥‥‥‥‥‥
遮熱カバー ５‥‥‥‥‥‥等温線 ６‥‥‥‥‥‥
脆弱部 ７‥‥‥‥‥‥モルタル ８‥‥‥‥‥‥
砕石 ９‥‥‥‥‥‥クラック １０‥‥‥‥‥
‥掘削溝 １１‥‥‥‥‥‥補修材 １２‥‥‥‥‥
‥加振切削機 １３‥‥‥‥‥‥健全部 １４‥‥‥‥‥
‥チオ硫酸ナトリウム １５‥‥‥‥‥‥砕石跡部 １６‥‥‥‥‥
‥残存砕石 １７‥‥‥‥‥‥クラック １８‥‥‥‥‥
‥掘削溝 １９‥‥‥‥‥‥等温線 ２０‥‥‥‥‥
‥脆弱部 ２１‥‥‥‥‥‥掘削溝 ２２‥‥‥‥‥
‥垂直壁 ２３‥‥‥‥‥‥表面 ２４‥‥‥‥‥
‥掘削溝 ２５‥‥‥‥‥‥奥底 ２６‥‥‥‥‥
‥発熱体 ２７‥‥‥‥‥‥発熱体支持手段 ２８‥‥‥‥‥
‥粘着テープ ２９‥‥‥‥‥‥支持筒 ３０‥‥‥‥‥
‥突出板 ３１ａ，３１ｂ‥‥‥‥‥‥ウエブ付きフランジ ３２‥‥‥‥‥‥鉤部 ３３‥‥‥‥‥‥
脆弱部 ３４‥‥‥‥‥‥掘削溝 ３５‥‥‥‥‥
‥遮熱カバー ３６‥‥‥‥‥‥断面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンクリートの損傷部及びその周辺を加熱
   して脆弱にし、その脆弱部を除去して凹凸に富んだ窪み
   を設け、補修材を該窪みに充填することを特徴としたコ
   ンクリートの補修方法。
2. 【請求項２】中央部に突出部を両端部にウエブ付きフラ
   ンヂ（３１ａ、３１ｂ）を具備してなる発熱体支持手段
   （２７）で、中央部に突出部を有する遮熱カバー（３
   ５）を上下に挟むと共に、［字状をなす発熱体（２６）
   の両鉤部（３２）の各々をそれぞれの該発熱体支持手段
   （２７）の突出部に挿通し、該発熱体（２６）の直線部
   をコンクリート（１）の加熱対象部に沿わせて、全該ウ
   エブ付きフランヂ（３１ａ、３１ｂ）を粘着テープ（２
   ８）でコンクリート（１）の表面（２）に貼り付けるこ
   とを特徴とした立設コンクリート壁の部分加熱装置。