JP2003190831A

JP2003190831A - コンクリートの表層破砕方法および装置

Info

Publication number: JP2003190831A
Application number: JP2001393621A
Authority: JP
Inventors: Makoto Narui; 信成井
Original assignee: KYOEE KK
Current assignee: KYOEE KK
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-08

Abstract

(57)【要約】【課題】コンクリート構造物に最小限の破砕によって
劣化部分を除去でき、廃水処理などの破砕後の後処理が
容易となり、特に鉄筋コンクリート構造物において、鉄
筋の下部の劣化部分を容易に除去できるコンクリートの
表層破砕方法および装置を提案する。【解決手段】破砕幅ｂ、スタンドオフ距離Ｄ、噴射水
圧、噴射水量、噴射ノズル横移動速度などの制御パラメ
ータを調整し比較的低圧で大噴射水量の噴流１０を作
り、コンクリート構造物１に噴射する。噴流１０は劣化
コンクリート１ａの表面空隙やひび割れから浸透して、
水のくさび作用で劣化部分から破砕する。破砕面１ｅに
対して傾斜させた噴射ノズル９を鉄筋２ａに平行に揺動
させ直角方向には横移動させ、その往復で傾斜角度を反
転することによって鉄筋裏の破砕残しを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高圧水を噴射して
形成される噴流を用いるコンクリートの表層破砕方法お
よび装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンクリート構造物の経時劣化が
問題となっており、その劣化進行部分を破砕して補修コ
ンクリートを打設する補修工事の需要が増大している。
図１１（ａ）に示したのは、劣化の進んだコンクリート
構造物１の断面図である。コンクリート構造物１は、大
気あるいは海水などの外部環境と表面Ｓで接しており、
内部には深さＤ_rの位置に鉄筋２ａが配筋されている。

【０００３】コンクリートは、健全な状態でも細かな空
隙組織を持つので、表面Ｓには多数の毛細空隙が露出し
ている。一方、コンクリート構造物１を取り巻く、酸性
雨・二酸化炭素・塩化物イオン（Ｃｌ^-）・凍結融解作
用（水が凍って膨張する）などはコンクリートや鉄筋の
劣化促進媒体であり、それらが空隙を通じて内部に浸透
・拡散すると、内部で化学反応が進行し、アルカリ性の
コンクリート組織が、次第に中性化して鉄筋が腐食され
やすくなる。また、二酸化炭素との反応がさらに進む
と、コンクリートのセメント硬化体組織自体が分解され
る、いわゆる炭酸化（中性化）が起こる。

【０００４】図１１（ａ）において、表面Ｓから境界面
Ｂまでの間は、このような中性化、炭酸化によって強度
の低下した劣化コンクリート１ａが形成されている。ま
た鉄筋２ａのまわりには赤さび３が発生し、それが体積
膨張（鉄の約２．６倍）を起こす結果、鉄筋２ａのまわ
りのコンクリートに亀裂４が発生する。亀裂４は、劣化
促進媒体の浸透を促進し、劣化を加速する原因になる。
さらに亀裂４が成長して表面のひび割れになると、コン
クリートの一体性が失われ、やがて剥落コンクリート片
１ｃが剥落する。

【０００５】ところが、劣化コンクリート１ａの深さＤ
_Bは、環境に依存するので、同じ構造物であっても場所
によって異なり、図示のように凹凸を持っている。その
正確な深さは容易に知ることはできない。

【０００６】そこで、従来は、図１１（ｂ）に示したよ
うに、劣化の可能性が高い剥落コンクリート片１ｃが剥
落した周囲またはひび割れが認められる周りをブレーカ
ー、削岩機などで破砕し、鉄筋２ａの表面を露出させて
その表面に防錆材７を塗布し、補修コンクリート５を打
設し、最後に表面Ｓにコンクリート塗装材６を塗布して
補修することが行われていた。

【０００７】また、高圧水噴流をコンクリートの表層に
噴射し、コンクリート組織と粗骨材を切断しながら一定
深さまで掘削することにより、劣化コンクリート1ａを
破砕・除去していた。図１２はそのような従来例を示し
ている。高圧水を噴射する複数の噴射ノズル８ａを破砕
面１ｅに向けて回転させるノズル回転機構８によって、
円軌跡を描いて破砕を行い、かつそのノズル回転機構８
を横移動させ、その円軌跡の直径を破砕幅としてコンク
リート表層を帯状に破砕している。噴射ノズル８ａから
は、通常、噴射水圧２００〜２５０ＭＰａ、噴射水量２
０〜２５リットル／分程度の超高圧少水量を噴射して強
大な破砕力を加える。そのため、噴流の掘削作用によっ
て、劣化コンクリート１ａも健全コンクリート１ｂも区
別なく、共に表面から細かく粉砕される。さらに粗骨材
も同様に粉砕され、噴流の経路に沿って切断される。た
だし、鉄筋２ａ、２ｂは表面の赤さび３が剥落するにと
どまり、切断には至らない。

【０００８】噴流を、切断加工、破砕、洗浄などに用い
る工法全般はウォータージェット工法（以下、ＷＪ工法
と称する）と呼ばれているが、上記の破砕のように超高
圧少水量の噴流を用いる方法は、特にハイドロミーリン
グ工法（以下、ＨＭ工法と称する）などと呼ばれること
がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来工法には下記のような問題があった。まず、ブレー
カーなどを用いた従来の破砕工法では、鉄筋２ａを傷つ
けずに鉄筋２ａ下部まで破砕することは困難で、図１１
（ｂ）に示したように、結果として鉄筋２ａの裏側の劣
化コンクリート１ａ、亀裂４が残存し、鉄筋２ａの全周
に防錆材７を塗布することもできず、そのような残存部
から内部にさらに劣化が進行するという問題（再損傷）
があった。また、仮に、劣化コンクリート１ａがすべて
除去できたとしても、破砕時の打撃によって、健全コン
クリート１ｂの破砕面に新たなマイクロクラックが発生
し、それが劣化進行の引き金になるという問題があっ
た。次に、ＨＭ工法では、図１２に示したように、鉄筋
２ａ、２ｂの下部に劣化した未破砕部１ｄが残り、その
除去が難しかった。また、この工法では健全コンクリー
ト１ｂも劣化コンクリート１ａと同様に破砕していくの
で、劣化コンクリート１ａをすべて除去するためには、
健全コンクリート１ｂをも破砕して補修コンクリートを
打設する、という不合理で効率の悪い方法になるという
問題があった。さらに、ＨＭ工法では、少水量でコンク
リート組織を細かく破砕するため、破砕粉が排水に混じ
って、高アルカリ性の汚濁水が発生し、セメントノロが
鉄筋に固着するものである。そのため廃水の中和処理と
セメントノロの除去処理に手間がかかるという問題があ
った。

【００１０】本発明は、上記のような問題に鑑みてなさ
れたもので、コンクリート構造物に不要な損傷を与えず
に最小限の破砕によって劣化部分を除去するコンクリー
トの表層破砕方法を提案することを目的とする。また、
廃水処理を軽減でき、破砕後の後処理が容易となるコン
クリートの表層破砕方法を提案することを目的とするま
た、特に鉄筋コンクリート構造物において、鉄筋の下部
の劣化部分を、鉄筋に損傷を与えることなく容易に除去
できるコンクリートの表層破砕方法を提案することを目
的とする。さらに上記を通じて、信頼性が高く、経済的
な、コンクリート構造物の補修が可能となるコンクリー
トの表層破砕方法を提案することを目的とする。また、
上記のコンクリートの表層破砕方法に用いるのに好適な
コンクリートの表層破砕装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題のいずれかを
解決するために、請求項１に記載の発明では、噴射ノズ
ルから高圧水を噴射して形成される噴流によってコンク
リート構造物の表層を破砕するコンクリートの表層破砕
方法であって、前記噴流の噴射および噴流の移動を制御
する制御パラメータである、破砕幅、スタンドオフ距
離、噴射水圧、噴射水量および噴射ノズル横移動速度、
ノズル揺動回数を調整して、所定範囲を掃引し、健全な
コンクリートを残存させながら、強度の劣化した劣化コ
ンクリートのみを破砕せしめること（選択的斫り）を特
徴とするコンクリートの表層破砕方法を用いる（図１
０）。そのため、コンクリート構造物の健全な部分にマ
イクロクラックなどの不要な損傷を与えることなく、劣
化コンクリートのみが破砕されるので、最小限の破砕に
よって劣化部分を除去できる。ここで、噴射ノズルの横
移動とは、例えば回転運動、揺動運動などの何らかの運
動を行う噴射ノズルを、その運動を保ったまま、破砕面
にほぼ平行な横方向に移動させることを言う。破砕幅
は、噴射ノズルの横移動方向から見た破砕の幅である。
スタンドオフ距離は、噴射ノズルと破砕しようとする破
砕面との距離である。ノズル揺動回数は、噴流が破砕面
上で破砕幅を揺動運動するように噴射ノズルを運動させ
たときの単位時間当たりの揺動回数である。揺動回数
は、破砕幅が決まれば、噴流の移動軌跡における平均的
な移動速度を与えるものである。

【００１２】請求項２に記載の発明では、請求項１また
は２に記載のコンクリートの表層破砕方法において、前
記制御パラメータのそれぞれの値を、破砕幅は、２〜１
０ｃｍ、スタンドオフ距離は、１〜５ｃｍ、噴射水圧
は、６０〜１２０ＭＰａ、噴射水量は、８０〜２００リ
ットル／分、噴射ノズル横移動速度は、２〜４ｍ／分、
ノズル揺動回数は、１２０〜２４０往復／分、の範囲で
組み合わせて設定する。そのため、この範囲の制御パラ
メータでは、通常の劣化コンクリートにおいては、ほぼ
適切となる。

【００１３】請求項３に記載した発明では、請求項１ま
たは２に記載のコンクリートの表層破砕方法において、
前記噴流を、破砕面の法線に対して傾斜させて、破砕面
上で第１の方向に往復する縦移動（揺動）をさせ、同時
に該第１の方向と直交する第２の方向に往復する横移動
をさせて、前記噴流を掃引して、破砕を行うことを特徴
とするコンクリートの表層破砕方法を用いる。そのた
め、噴流は、横移動方向には破砕面に対して傾斜を持っ
て入射するので、鉄筋などの破砕の障害物があっても、
斜め方向からその下部にある劣化コンクリートを破砕で
きる。さらに、噴流の掘削作用が強い噴流外周部をコン
クリートの粗骨材の外周から斜めに当てることができ
る。

【００１４】請求項４に記載の発明では、請求項３に記
載のコンクリートの表層破砕方法において、前記コンク
リート構造物が鉄筋コンクリート構造物のとき、前記第
１の方向を該鉄筋のいずれかが延びる方向に合わせて、
前記噴流を揺動させ、かつ前記第２の方向の横移動にお
ける往路と復路とで、前記噴流の破砕面の法線に対する
傾斜方向を反転させる。そのため、噴流が往路と復路で
鉄筋に逆方向から傾斜して噴射されるので、鉄筋の裏側
にも確実に噴流を噴射できる。

【００１５】請求項５に記載の発明では、請求項１〜４
に記載のコンクリートの表層破砕方法において、前記噴
射ノズルに、円錐絞りの先端に円管オリフィスを備える
円形ノズル（図４）を用いる。そのため、広がりが少な
い噴流を安定して形成することができるので、むらのな
い安定した破砕力を得ることができる。

【００１６】請求項６に記載の発明では、噴射ノズルか
ら高圧水を噴射して形成される噴流によってコンクリー
ト構造物の表層を破砕するコンクリートの表層破砕装置
であって、噴流の噴射および噴流の移動を制御する制御
パラメータのそれぞれの値を、破砕幅は、２〜１０ｃ
ｍ、スタンドオフ距離は、１〜５ｃｍ、噴射水圧は、６
０〜１２０ＭＰａ、噴射水量は、８０〜２００リットル
／分、噴射ノズル横移動速度は、２〜４ｍ／分、ノズル
揺動回数は、１２０〜２４０往復／分、の範囲で組み合
わせて設定することが可能なように構成する。そのた
め、このようなコンクリートの表層破砕装置は、請求項
２に記載のコンクリートの表層破砕方法を実施するのに
好適な装置となる。

【００１７】請求項７に記載の発明では、噴射ノズルか
ら高圧水を噴射して形成される噴流によってコンクリー
ト構造物の表層を破砕するコンクリートの表層破砕装置
であって、前記噴射ノズルを破砕面に対して傾斜させる
傾斜手段と、該傾斜手段で傾斜させた傾斜面内で、前記
噴射ノズルを運動させて噴流を所定方向に往復させる往
復運動手段と、前記所定方向と直角方向に前記噴射ノズ
ルを横移動させる横移動手段とを備えるように構成す
る。そのため、このようなコンクリートの表層破砕装置
は、請求項３に記載のコンクリートの表層破砕方法を実
施するのに好適な装置となる。

【００１８】請求項８に記載の発明では、請求項７に記
載のコンクリートの表層破砕装置において、前記傾斜手
段による傾斜角度を変更制御することが可能な傾斜角変
更手段とを備えるように構成する。そのため、噴流の傾
斜を変更でき、破砕すべき形状に柔軟に対応できる。

【００１９】請求項９に記載の発明では、請求項８に記
載のコンクリートの表層破砕装置において、前記噴射ノ
ズルを前記横移動の方向に往復させ、前記傾斜角変更手
段を用いて、往路と復路とで傾斜方向を反転させるよう
に構成する。そのため、このようなコンクリートの表層
破砕装置は、請求項４に記載のコンクリートの表層破砕
方法を実施するのに好適な装置となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下では、添付図面を参照して本
発明の実施の形態について説明する。なお、すべての図
面を通じて、同一または相当する部材は、同一の符号を
付して説明する。

【００２１】本発明に係るコンクリートの表層破砕方法
および装置は、コンクリート構造物の補修に先立って、
劣化コンクリート部分の除去を行う、斫りなどの表層破
砕施工において、ブレーカーやＷＪ工法などによる従来
工法では実質的に不可能であった劣化コンクリートのみ
を選択的に破砕することを可能とするものである。（図
１０）。

【００２２】まず、本発明に係るコンクリートの表層破
砕装置について説明する。本装置は、後述する本発明に
係るコンクリートの表層破砕方法を実現するのに好適な
装置である。

【００２３】図１に示したのは、鉛直方向に起立する角
柱状のコンクリート構造物１の壁面に、表層破砕を施し
ている本発明に係るコンクリートの表層破砕装置の概略
図である。本装置の基台となっているのは、水平方向の
移動が可能な自走機構を有する移動台車１７である。移
動台車１７の上には、外部に設置された給水装置１９か
ら給水ホース１９ａによって供給される水を増圧する高
圧水発生装置、駆動電源、油圧制御手段などを含むウォ
ータージェット制御手段１６と、鉛直方向に延ばされた
スライドレール１４が設けられている。スライドレール
１４上には、スライドレール１４に沿って鉛直方向に走
行可能なスライダ１５が、その側部には、３軸方向の角
度を自在に切り替えられるとともに、一方向（図示紙面
奥行き方向）に移動が可能とされた姿勢切り替えジョイ
ント１３がそれぞれ設けられている。姿勢切り替えジョ
イント１３の先端には、噴射ノズル（不図示）を備えた
噴射ノズル移動手段１２を移動可能に保持する保持フレ
ーム１１内が配設されている。

【００２４】符号１８は、制御パネルであり、例えばテ
ンキー、キーボード、スイッチ、ダイヤルなどの入力手
段とＬＣＤディスプレイ、メータなどの表示手段（いず
れも不図示）が設けられて、装置全体の動作や噴流の条
件を設定する制御パラメータ（後述）を遠隔操作するた
めの指示が入力可能とされている。制御パネル１８とウ
ォータージェット制御手段１６は、制御ケーブル１８ａ
によって電気的に接続されている。ウォータージェット
制御手段１６は、制御パネル１８の信号入力を受けて、
その動作を実現するための制御信号を生成するように構
成されている。

【００２５】また、符号１ｅは、本装置によってコンク
リート構造物１の表層が破砕されて露出した破砕面を示
す。また、符号２は、コンクリート構造物１の鉄筋であ
る。また図１の装置を簡略化したのが図２である。噴射
ノズル９から噴射される噴流１０が、３軸方向に移動可
能とされた噴射ノズル移動手段５０に備えられたもので
ある。

【００２６】次に図３を参照して、保持フレーム１１と
噴射ノズル移動手段１２について説明する。図３（ａ）
は、噴射ノズル移動手段１２を図１のＥ視方向から見た
部分拡大図である。図３（ｂ）はその側面視断面図（図
１のＣ−Ｃ断面図）である。なお、図３はいずれも図示
下方に、破砕面１ｅが来るように描かれている。図３の
説明では、便宜上、上下方向を図示の上下方向の意味に
用いる。

【００２７】まず、保持フレーム１１は、ほぼ直角三角
形状の２枚の板部材からなるフレーム側板１１ｂの三隅
を、等長のスパン部材で固定したほぼ三角柱状の枠体で
ある。それぞれのフレーム側板１１ｂの直角部には、例
えば形鋼、鋼管などからなるフレーム支柱１１ｄがスパ
ン部材として設けられている。フレーム支柱１１ｄの長
手方向の中央部は姿勢切り替えジョイント１３と結合さ
れている。また、斜辺の上側の隅には、長手方向にわた
る上下方向の案内面を備えたガイドレール１１ａが、斜
辺の下側の隅には、鋼板などからなるフレームカバー１
１ｃがそれぞれスパン材として設けられ、フレーム側板
１１ｂに側方から固定されている。フレームカバー１１
ｃは、保持フレーム１１の斜辺の傾斜にほぼ沿ってその
一部を覆っている。

【００２８】そのため、フレームカバー１１ｃ、フレー
ム支柱１１ｄとフレーム側板１１ｂとで囲まれた枠状の
開口が、図示下側の破砕面１ｅに対向されている。その
開口の外周部には、水の飛沫や破砕ガラが飛散するのを
防ぐための合成ゴム製などの遮蔽カバー１１ｅが枠体の
外部に延ばされ、外周部を縁取るように設けられてい
る。

【００２９】次に、噴射ノズル移動手段１２を説明す
る。噴射ノズル移動手段１２は、ガイドレール１１ａに
係止され、ガイドレール１１ａに平行で、破砕面１ｅに
対して直立する板状の移動台３０に、ガイドレール１１
ａに沿って移動台３０を移動させるために設けた噴射ノ
ズル横移動手段１２ｂ（横移動手段）と、噴射ノズル１
０を保持して揺動する噴射ノズル揺動手段１２ａと、噴
射ノズル揺動手段１２ａを破砕面１ｃに向けて傾斜させ
て移動台３０に固定する傾斜角変更手段２０とからな
る。

【００３０】まず噴射ノズル横移動手段１２ｂは、移動
台３０の上部の側面に設けられ、例えば、ガイドレール
１１ａに上下から嵌合して転動可能とされたもので、ガ
イドローラ、駆動ローラ、駆動モータなど（いずれも不
図示）を適宜組み合わせる方式を採用できる。

【００３１】また、傾斜角変更手段２０は、噴射ノズル
揺動手段１２ａ（往復運動手段）を移動台３０上に直立
させて、スライドピン２６を中心に回動可能に取り付け
られたブラケット２４とそれを回動させるための回動機
構２０ａを備える。

【００３２】ブラケット２４は、噴射ノズル横移動手段
１２ｂと反対側の移動台３０に、上下２箇所の取付部２
４ｃにより直立するように摺接されている。上側の取付
部２４ｃはスライドピン２６によって回動可能に係止さ
れている。下側の取付部２４ｃは、回動機構２０ａから
延ばされて、移動台３０上に設けられたスライドピン２
６を中心とする円弧状の傾斜ガイド３０ｂ（図３
（ａ））に係合するスライドシャフト２０ｄが係止され
ている。

【００３３】また、ブラケット２４の直立面には、噴射
ノズル揺動手段１２ａを回動係止するピン２５、それを
中心とする円弧状のスライドガイド２４ａ（図３
（ｂ））が設けられている。

【００３４】回動機構２０ａは、例えば油圧モータなど
からなり、制御信号に応じて所定角度の回転を行って、
その回転角度を保持することが可能となっている。回転
角度は、鉛直方向を０°として、例えば±３０°の範囲
で任意に設定可能とされている。

【００３５】次に、噴射ノズル揺動手段１２ａは、ブラ
ケット２４上に揺動可能に設けられた噴射ノズル支持板
２３と、噴射ノズル支持板２３上にホルダ２３ａで固定
された噴射ノズルホルダ２１からなる。噴射ノズルホル
ダ２１の下方の端部には噴射ノズル９が設けられ、上方
の端部には高圧水を供給するための高圧ホース２２が接
続されている。

【００３６】噴射ノズル支持板２３からは、ピン２５が
延ばされてブラケット２４に回動可能に係合され、また
スライドピン２６が延ばされてスライドガイド２４ａに
貫入され、その結果、噴射ノズル支持板２３がブラケッ
ト２４に揺動可能に係止されている。ブラケット２４の
裏面には、スライドピン２６をスライドガイド２４ａに
沿って移動させる揺動機構２７が固定されている。揺動
機構２７は、例えば油圧モータなどからなり、高速の正
逆回転が可能とされている。

【００３７】なお、回動機構２０ａおよび揺動機構２７
は、いずれも不図示の制御信号線によって、ウォーター
ジェット制御手段１６と結線され、制御パネル１８の入
力を通じて、その動作が制御されるように構成されてい
る。

【００３８】次に、噴射ノズル９の構造の一例を、図４
を参照して説明する。図４は、回転対称な管状部材であ
る噴射ノズル９の中心軸方向の断面を示す断面図であ
る。噴射ノズル９は、高圧水の水流を絞るために中心軸
方向断面で角度αをなす頂角を備えて上流側に開口する
円錐面９ａと、その下流に長さＬ、直径をｄ₀とする円
管状のオリフィス９ｂを備えている。

【００３９】円錐面９ａは、噴射される高速噴流の乱れ
を抑えるために、高精度表面粗さに仕上げられて、形状
誤差の少ない、緩やかな傾斜を備える。また、オリフィ
ス９ｂは、円錐面９ａと滑らかに接続される。

【００４０】オリフィス径ｄ₀とオリフィスの長さＬの
比Ｌ／ｄ₀は、少なくとも３以上とされている。もっと
も好ましい形状は、比Ｌ／ｄ₀が４前後で、円錐の軸方
断面の頂角αが１３°前後である。頂角αは浅いことが
望ましく、比Ｌ／ｄ₀を４より小さくする場合、頂角α
は１３°以下にすることが望ましい。

【００４１】次に、本発明に係るコンクリートの表層破
砕方法について説明する。本方法は、ＷＪ工法を用いる
が、噴流の制御パラメータを調整して、従来まったく活
用されて来なかった特性を積極的に活用して、所定範囲
内において劣化コンクリートのみを破砕する画期的な方
法であり、しかも鉄筋の裏側も含む深い範囲において、
効率よく劣化コンクリートを破砕することが可能となる
方法である（図１０）。

【００４２】そこで、本方法は、噴流の制御パラメータ
の調整から始まる。まず、本発明が活用する噴流の特性
から説明する。噴流を高速で大気中に噴出させた場合の
気中高速水噴流は図５（ａ）に示すような構造を呈する
（柳井田勝哉、大橋昭：気中高速水噴流特性に関する研
究−霧化液滴領域について第２報。日本鉱業会誌、９
３−１０７３（１９７７）、４８９．）。これに示され
るように気中高速水噴流は、水噴流が連続性を保つ連続
流領域、水噴流が連続性を失って液塊および液滴が発生
する液滴流領域、水噴流が崩壊して噴霧状態となって拡
散する拡散流領域の３領域に大きく分類される。特に、
連続流領域の中で、噴射ノズル近傍に生じる空気を含ま
ない透明な部分を噴流核域と言い、下流に行くにしたが
って噴流外周から空気が浸入する遷移域を経てやがて消
滅する。

【００４３】より具体的には、図５（ｂ）に示すよう
に、ノズルから噴出した水の流れは噴出直後においては
液体界面が滑らかですぐに表面波が現れ、その表面波の
振幅は下流に行くにしたがって次第に大きくなってい
き、その下流では界面が渦状に巻き込まれて不安定な渦
が形成され、やがて大きく成長した表面波の波頭部の巻
き込みによってヘアピン状の突起が成長するとともに、
噴流内部に空気が混入して界面近くに多数の気泡を含ん
だ、乱れた界面が形成されてくる。そして、その下流の
液滴流領域において、乱れた界面の先端部がちぎれて微
細な液滴が発生するとともに、崩壊が次第に噴流中心部
まで進行していって液塊および液滴に分裂する。それら
液塊および液滴はさらに再分裂していき、その下流の拡
散流領域では最終的に微小な噴霧となる。

【００４４】図６は、このような噴流の構造と噴流の破
壊作用の関係を明らかにした実験結果を示すものであ
り、噴流の衝突によって金属材料の質量減少量Ｍがノズ
ル出口から試片までの距離Ｘによって変化する関係をア
ルミニウムについて測定した結果を示すものである（小
林陵二：高速ウォータージェットによる固体材料の加工
（研究展望）、日本機械学会論文集Ｂ編、５２−４８３
（１９８６）、３６４５．）。ノズル出口直径ｄ₀は１
ｍｍ、噴射時間は６０秒である。ａはノズル出口面積、
ｇは重力加速度、Ｐはノズル上流で測った吐出圧力であ
る。図２では吐出圧力Ｐを３０ＭＰａ、５０ＭＰａ、７
０ＭＰａ，９０ＭＰａとした場合における質量減少量Ｍ
を、噴流がもっている運動量（２ａＰ）に相当する量で
除して無次元化した値を縦軸にとっている。横軸は距離
Ｘをノズル出口直径ｄ₀で除して無次元化した無次元化
スタンドオフ距離である。

【００４５】図６より分かるように、吐出圧力Ｐが５０
ＭＰａ以上では、質量減少量Ｍはノズル近傍で第１ピー
クＴ₁が生じ、ノズルから離れた位置では、それぞれの
吐出圧力に応じて第２ピークが生じてそこで最大となる
ことが分かる（図示では、Ｐ＝９０ＭＰａの第２ピーク
をＴ₂で示した）。第１ピーク近傍では噴流の掘削作用
が、第２ピーク近傍では、液塊や液滴の衝突による衝撃
破壊が支配的である、とされる。さらに、実験で壊食さ
れたアルミニウム板の壊食パターンの観察により、噴流
の掘削作用は、噴流の外周部で顕著となることが知られ
ている。

【００４６】ところで、コンクリートは、セメントマト
リックスによって、砂などの細骨材、砂利などの頑強な
圧縮強度を備える粗骨材を一体化した脆性的で透水性を
備える複雑な材料である。したがって、上記の壊食実験
の結果をコンクリートの破砕に応用するためには、噴流
の物理的な構造と、金属とは異なるコンクリート組織の
特性について洞察を加える必要がある。発明者は、劣化
コンクリートのコンクリート組織には空隙がより多く存
在し、粗骨材を破砕しなくても、それらの劣化部分のセ
メントマトリックスを破砕または除去すれば、コンクリ
ート組織がばらばらになり、一体性の失われたコンクリ
ートを破砕できるはずだと考えた。

【００４７】そこで、掘削作用を活用するため、第１ピ
ークＴ₁の近傍で比較的噴射ノズルに近いスタンドオフ
距離にセットして掘削作用は残しながら、粗骨材などが
破砕されない比較的低水圧を用い、大量の水をコンクリ
ートに浸透させるという発明にいたった。

【００４８】なお、従来のＷＪ工法によるコンクリート
破砕は、ＨＭ工法のように、超高圧小水量で、上記第１
ピークＴ₁の近傍というより噴射ノズル直近のスタンド
オフ距離を用いるものであり、掘削作用が強力な領域
で、粗骨材も含めてコンクリートを表面から破砕、切断
するものであった。したがって、セメントマトリックス
の劣化などコンクリート組織自体の劣化を利用して、効
率的に破砕するという技術的思想はなかった。

【００４９】本発明に係るコンクリートの表層破砕方法
および装置に適切な制御パラメータは、発明者のこれま
での実験を総合すると、通常のコンクリート構造物の劣
化コンクリートを破砕する場合には、スタンドオフ距離
は、１〜５ｃｍ、噴射水圧Ｐは、６０〜１２０ＭＰａ、
噴射水量Ｑは、８０〜２００リットル／分である。経験
上、この範囲に収まるように制御パラメータを変えてサ
ンプル劣化コンクリートの破砕実験を行えば、健全コン
クリートを残して、劣化コンクリートのみを破砕するた
めの条件を、効率よく決定することができる。

【００５０】なお、通常のコンクリートとは異なる、高
強度のコンクリートや、例えば歴史的建造物のような古
いコンクリート構造物や、また例えばアルカリ骨材反応
などによって極度に劣化が進行したものなどでは、上記
範囲外に適切なパラメータがあることは当然であり、上
記範囲外のパラメータも採用できることは言うまでもな
い。

【００５１】なお、噴射ノズルのオリフィス径ｄは、破
砕のために必要な噴射水圧Ｐと噴射水量Ｑから決定す
る。周知のベルヌーイの方程式を用いると、簡単な計算
によって、噴射水量Ｑが、オリフィス径ｄと噴射水圧Ｐ
から次式のように求められる。ただし、ここで、Ｆは、
噴射ノズルの形状によるノズル効率である。

【数１】例えば、一例として、Ｆ＝０．９５で、上記の範囲を満
足するオリフィス径ｄを計算すると、約１．９〜３．６
ｍｍとなる。

【００５２】スタンドオフ距離の選択理由について説明
する。図７に示したのは、スタンドオフ距離と破砕深さ
の関係を示す実験結果の一例である。実験条件は、噴射
水圧Ｐ＝５０ＭＰａ、オリフィス径ｄ₀＝１．０ｍｍ、
噴射ノズルの移動速度Ｖ_m＝３．５ｍｍ／ｓｅｃであ
る。横軸（一部不等間隔目盛）にスタンドオフ距離、縦
軸にコンクリートの破砕深さを取り、折れ線４３によっ
て実験結果のグラフを示した。分かりやすくするため
に、スタンドオフ距離に対応した噴流構造を模式図４５
で示して対比した。（符号４５ａ噴流核、符号４５ｂ
は、空気が浸入して噴流核が減少した部分。）また、図
６を参照すると、上記の条件では、第１ピークＴ ₁を与
えるスタンドオフ距離は約８ｃｍになる。

【００５３】折れ線４３は、スタンドオフ距離１ｃｍか
ら次第に上昇して２ｃｍで最大値を迎え、それから約５
ｃｍ程度までほぼ一様に減少し、それ以後は緩やかに減
少する山形をなしている。これは、コンクリートの破砕
深さ（破砕量）は、図６の実験の第１ピークＴ₁とは直
接の関係がなく、噴流核域よりわずかに下流での破砕量
が最大となっている。また５ｃｍ以上では顕著な破砕が
望めないことが分かる。

【００５４】この理由は、コンクリートの破砕が、コン
クリートを切断する水の掘削作用とは異なる原理によっ
て起こっているからだと考えられる。劣化コンクリート
と健全なコンクリートの大きな違いは、炭酸化（中性
化）が進んで、より大きく脆くなった、空隙組織や亀裂
・ひび割れなどの欠陥の有無である。劣化コンクリート
では、これらの微小なすきまから水が浸透しやすくなっ
ており、表面に継続して水圧がかけられると浸透した水
を通じて水圧が内部に伝達され（せき止め圧）、例えば
コンクリートの亀裂先端に亀裂を開口させる方向の引張
応力を発生させるくさび効果が働いて亀裂が進展して破
壊が進む。また、コンクリート表面では、粗骨材を破砕
するまでには至らないが、劣化コンクリートを破砕する
には十分な掘削作用を備える噴流が当たるので、粗骨材
周辺の劣化したセメント組織が掘削除去されて、さらに
奥まで回りこむとともに、一段と水が内部に浸透し、そ
のくさび効果によって粗骨材とセメントの一体性を喪失
させ、コンクリートをばらばらに破砕する。このよう
に、あたかも水がコンクリートの欠陥を探査しているか
のごとき選択的な破壊がコンクリートの表面および内部
で進行していると考えられる。

【００５５】次に、本発明によるコンクリートの表層破
砕の実施の形態を説明する。ノズル揺動方式による破砕
方法の概念図を示したのが図８である。図８（ａ）は平
面図であり、図８（ｂ）はその断面図である。まずこれ
により揺動方式による破砕方法の概要を説明する。図８
（ａ）に示したように、破砕幅ｂの間を往復してジグザ
グ状の噴流移動軌跡を形成するごとく噴射ノズルを揺動
させ、かつ、図示左右に往復させる（横移動）。この行
程をパスと呼ぶ。右行き時は、図８（ｂ）に示したよう
に噴射ノズルを左に傾斜させ、１パスを終えると、左側
に折り返す。この左行き時には、図８（ｂ）に示したよ
うに、噴射ノズルを右に傾斜させて１パスさせる。この
ようにパスを繰り返して必要な斫り深さを得る。

【００５６】次に、図９を参照して、本発明に係るコン
クリートの表層破砕方法を説明する。図９（ａ）は、本
発明に係るコンクリート表層破砕方法の実施の形態を説
明する斜視図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）における
Ａ−Ａ断面図である。コンクリート構造物１は、内部に
鉄筋２ａ、２ｂが所定の間隔で平行に配筋されており、
その下にはそれと直交方向に鉄筋２ｃが平行に配筋され
ている。境界面Ｂを境に上側が劣化コンクリート１ａ、
下側が健全コンクリート１ｂになっている。

【００５７】破砕を行うための噴射ノズル９は、不図示
の噴射ノズル揺動手段によってコンクリート構造物１の
表面Ｓの法線に対して傾斜角度θだけ傾斜して支持され
るとともに、鉄筋２ａが延びる方向に揺動させ、噴流１
０は、破砕幅ｂの間を縦移動速度Ｖ_m（揺動回数）で往
復させる。また、噴射ノズル揺動手段が、鉄筋２ａの延
びる方向と直角方向に横移動速度Ｖ_sで掃引され（横移
動）、距離ａだけ進むと折り返すように制御される。

【００５８】噴射ノズル９の深さ方向の位置は、破砕開
始前の破砕面１ｅとスタンドオフ距離Ｄだけ離されてい
る。あらかじめ、１回の横移動で劣化コンクリート１ａ
を深さ方向におよそΔＤなる一定値だけ破砕するように
制御パラメータを調整しておき、折り返しの際には、噴
射ノズル９を複数回往復させる（パス回数）。また同時
に不図示の傾斜角変更手段によって噴射ノズル９の傾斜
角度を反転させる。このようにして噴流１０は、破砕幅
ｂを往復しながら、距離ａの範囲を往復移動し、破砕面
１ｅ上にジグザグ状の軌跡を描いて劣化コンクリートの
みを破砕し、鉄筋２ｂと健全コンクリート１ｂの表面を
露出させていくものである。

【００５９】１回の横移動でΔＤだけ破砕するようにす
るには、破砕対象となるコンクリート構造物１のサンプ
ルを用いて予備的な実験を行って、制御パラメータを決
定する。その一般的な手順は、スタンドオフ距離Ｄ、破
砕幅ｂを固定し、噴射水圧と噴射水量を選ぶ。そして、
横移動速度Ｖ_sを変えて試す。最適値がなければ、噴射
水圧と噴射水量を変えて再検討し、それでも最適値がな
ければ、揺動回数を変えて縦移動速度Ｖ_mを変え、さら
にスタンドオフ距離Ｄを変えて試す。スタンドオフ距離
Ｄはできるだけ固定して検討したほうが、検討の効率が
あがる。

【００６０】噴射ノズルの縦移動速度Ｖ_mおよび横移動
速度Ｖ_sは、一般に遅い方が破砕力は大きくなり、より
深い破砕が可能となる。また、速くすれば破砕深さは浅
くなるが、横移動の反復回数（パス回数）を増やすこと
で、破砕深さを増すことができる。そこで施工の効率な
どを考慮して、目標値を選択する。一例としては、破砕
幅ｂ＝４ｃｍのとき、縦移動速度Ｖ_m＝９．６〜１９．
２ｍ／分（１２０〜２４０往復／分）、横移動速度Ｖ_s
＝２〜４ｍ／分程度が適切であった。

【００６１】なお、噴流１０は、劣化コンクリート１ａ
の表面に露出する比較的大きな空隙組織やひび割れに浸
透し破砕が進むが、表面にそのような欠陥のない健全コ
ンクリート１ｂが露出した状態では、表面がわずかに目
荒しされる程度で、破砕が進行することはない。したが
って、ΔＤは、劣化コンクリートの破砕深さであって、
健全コンクリートは、ΔＤのいかんにかかわらず破砕さ
れない。図９（ｂ）に示すように劣化コンクリート１ａ
の深さが場所によって変化している場合、結果として健
全コンクリート１ｂの先端面である境界面Ｂが露出す
る。その場合、次の掃引ではその範囲での掃引を省略す
れば、作業効率が向上する。

【００６２】また、噴射ノズル９は、法線に対して傾斜
角度θだけ破砕面１ｅに対し傾斜しているので、鉄筋２
ｂの裏側にも噴流１０が噴射されて劣化コンクリート１
ａが破砕される。しかも噴射ノズル９の横移動方向の往
復に際して、その傾斜の方向が反転されるから、往路で
残った未破砕部も復路では破砕でき、鉄筋２ｂの裏側に
未破砕部が生じることがない。傾斜角度θの値は、大き
い方が裏側に回りやすいが、傾斜が大きいと破砕力が弱
まるので、そのバランスをとって自由に決めることがで
きる。通常は、１５°程度で十分な効果があるが、径の
大きい鉄筋に対しては、より大きく傾斜させ、例えば、
２５°程度とするのがよい。

【００６３】なお、鉄筋２ｂの裏側に未破砕部を残さな
いという目的のためには、傾斜角度θを、正確に同じ大
きさの角度で反転する必要はなく、好ましい大きさの範
囲内なら向きさえ変われば十分である。ただし、ほぼ同
じ角度で反転しておけば、往路と復路の破砕力、したが
って破砕深さがほぼ一定になるので一層好都合である。

【００６４】なお、噴射ノズル９の傾きが自在に変更で
きるので、横移動の折り返し位置で、傾斜角度θを０°
として、破砕面をほぼ直角に仕上げることができるの
で、好都合である。また、例えば円柱状の柱や桁などの
曲面を表面に有するコンクリート構造物では、破砕曲面
に応じて傾斜角を変えれば、表面から破砕力一様で破砕
することが可能となる利点がある。

【００６５】本方法は、本発明に係るコンクリートの表
層破砕装置を用いれば、施工が効率的に行える。以下で
は、その動作を説明する。なお、噴流の制御パラメータ
などは、すべて、制御パネル１８（図１）を通じて適切
に入力されているものとする。

【００６６】図３（ａ）、（ｂ）に示したように、噴射
ノズル揺動手段１２ａでは、揺動機構２７を所定の周
期、振幅で正逆回転させることにより、噴射ノズル支持
板２３がピン２５を中心にして矢印方向（図３（ｂ））
に揺動運動させられる。そこで、噴射ノズル支持板２３
に固定された噴射ノズルホルダ２１が揺動し、その先端
の噴射ノズル９から噴射される噴流１０も揺動させられ
る。

【００６７】揺動角度の範囲は、揺動機構２７の正逆回
転の振幅で決まる。破砕幅ｂは、破砕面１ｅに対するピ
ン２５の高さから簡単な計算によって求まる。また揺動
速度は、揺動機構２７の正逆転周期を可変とすることで
調整可能とされている。

【００６８】また、噴射ノズル揺動手段１２ａは、傾斜
角変更手段２０と結合しているから、スライドピン２６
を中心として回転が可能である。回動機構２０ａの回転
により、ブラケット２４を移動台３０上で回転させ、噴
射ノズル９の揺動面の傾斜角度θが変更できる。回動機
構２０ａの回転を用いるので、任意角度に設定でき、例
えば、θを＋２５°から−２５°へ反転もできるし、回
動機構２０ａの回転を止めてその角度を保持することが
できる。

【００６９】揺動方向は、ガイドレール１１ａの直交方
向となるので、揺動方向を鉄筋２の方向に合わすには、
姿勢切り替えジョイント１３を動かし、保持フレーム１
１の姿勢を調整することにより行う。

【００７０】噴射ノズル横移動手段１２ｂは、駆動ロー
ラ３２ａを駆動モータ３２ｂ正逆回転させることによ
り、ガイドレール１１ａの下面に沿ってガイドレール１
１ａの延びる方向に往復移動させることができる。ま
た、ΔＤ下降させるには、姿勢切り替えジョイント１３
によって、保持フレーム１１全体を下降させる。

【００７１】以上の説明から分かるように、本装置によ
れば、噴射ノズル９から噴射される噴流１０を、破砕面
１ｅ上で揺動方向に往復させながら、その方向と直角方
向に横移動させて往復させ、破砕面１ｅの降下ととも
に、スタンドオフ距離Ｄを一定に保つように下降するこ
とができ、傾斜角変更手段２０を制御して、横移動の往
路と復路で、噴流の傾斜角を任意に設定して、反転させ
ることができるものである。

【００７２】したがって、保持フレーム１１の位置を固
定した状態で、噴射ノズル９の往復を繰り返して、図９
（ａ）に示したような帯状（ａ×ｂ）の破砕が可能とな
る。所定範囲の破砕が完了すると、スライダ１５、移動
台車１７の移動を組み合わせて、保持フレーム１１の位
置を変えて破砕面積を拡大するか、別の部分の破砕を行
う。

【００７３】以上に説明したように、本装置は、本発明
に係るコンクリートの表層破砕方法を機械的に繰り返し
て実現できるので、安定した信頼性の高い破砕を行うこ
とができる。

【００７４】また、以上に説明したように、本発明に係
るコンクリートの表層破砕方法によれば、コンクリート
構造物に不要な損傷を与えずに最小限の破砕によって劣
化部分を除去することができる。また、特に鉄筋コンク
リート構造物においては、鉄筋の下部の劣化部分を、鉄
筋に損傷を与えることなく容易に除去できる。そのた
め、信頼性が高く、経済的な、コンクリート構造物の補
修が可能となるコンクリートの表層破砕方法となるもの
である。

【００７５】また、本方法では、粗骨材を切断しないの
で破砕ガラが比較的大きく、また大量の水が使用される
から、破砕ガラを含む汚濁水のｐＨ上昇が抑えられ、例
えば硫酸バンドなどを投入して容易に中和できる程度と
なり、高価な廃水中和処理をする必要がなくなる。さら
に、破砕ガラに含まれる粗骨材は水で丸洗いされて取り
出されたのと同じであり、損傷もないため、粗骨材とし
ての再利用が容易である。

【００７６】また制御パラメータを調整された噴流１０
は、ブレーカーなどの固体の打撃とは異なり、打撃点か
らマイクロクラックを生じさせることがないから、健全
コンクリート１ｂに新たな欠陥を発生させることがな
い。

【００７７】さらに、このような破砕によって露出され
た健全コンクリート１ｂは、その上に補修コンクリート
を打設しても、同様な健全なコンクリート組織同士の結
合となって相性がよいため、信頼性の高い、健全な、耐
久性のある補修が可能である。

【００７８】なお、上記の説明では、噴射ノズル９の揺
動方向と直角方向に伸びる鉄筋２ｃの裏側には未破砕部
が生じることになるが、細い鉄筋の場合は未破砕部が生
じるとしても強度は弱いから、噴流１０の側射が繰り返
されるうちに破砕されてしまうことが多い。そこで、噴
射ノズル９の揺動方向は比較的太い主筋の伸びる方向に
合わせておくとよい。それでも未破砕部が残る場合は、
鉄筋２ｃの深さに達したら、揺動と横移動の方向を入れ
替えるとよい。

【００７９】なお、上記に説明したように、噴射ノズル
９の傾斜角度θは往復で反転する方が、確実に未破砕部
を除去できる点から望ましいが、反転しないとしても、
未破砕部が傾斜角度θ傾いた方向に発生するから、破砕
面１ｅに垂直な方向から見える位置に残存する。したが
って、例えばブレーカーによっても比較的容易に破砕で
き、傾斜させない場合よりも作業性に大きな改善が見ら
れるものである。

【００８０】なお、上記の説明では、コンクリート構造
物１は鉄筋コンクリートの例で説明したが、鉄筋コンク
リートでない場合は、鉄筋の裏側に未破砕部を残さない
目的で縦移動をさせる必要性はないので、噴流１０を破
砕面１ｅで回転させながら横移動させるようにしてもよ
いことはいうまでもない。

【００８１】

【発明の効果】以上に述べたように、請求項１に記載の
発明では、健全な部分に不要な損傷を与えることなく、
劣化コンクリートのみを破砕することができるので、信
頼性の高い補修を行うことができるという効果を奏す
る。また、破砕する部分が最小限なので、健全な部分も
含めて一定深さを破砕する方法よりも施工時間が短縮で
き、施工コストを抑えることができる効果を奏する。

【００８２】請求項２に記載の発明では、この範囲の制
御パラメータでは、通常の劣化コンクリートにおいて
は、ほぼ適切となるので、適切な制御パラメータを迅速
に求めることができ、施工効率を向上することができる
という効果を奏する。

【００８３】請求項３に記載の発明では、鉄筋などの障
害物があっても鉄筋の裏側に噴流が届くので、そこに劣
化コンクリートが残存することがなく、残存部があると
しても容易に破砕できる鉄筋の横方向に延びて残るか
ら、除去するのがきわめて容易となる効果を奏する。ま
た、掘削作用が強い噴流外周部をコンクリートの粗骨材
の外周から斜めに当てることができるので、セメントマ
トリックスの除去が効率的に行えるという効果を奏す
る。

【００８４】請求項４に記載の発明では、噴流が往路と
復路で鉄筋に逆方向から傾斜して噴射されるので、鉄筋
の裏側にも確実に噴流を噴射できるので、鉄筋の奥に生
じた劣化コンクリートも確実に破砕でき、深部の劣化コ
ンクリートを残すことなく除去できるので、信頼性の高
い補修を行うための破砕が行えるという効果を奏する。

【００８５】請求項５に記載の発明では、広がりの少な
い噴流を形成でき、むらのない安定した破砕力を得るこ
とができるので、高い信頼性をもって劣化コンクリート
のみを破砕することができる効果を奏する。

【００８６】請求項６に記載の発明では、請求項２に記
載のコンクリートの表層破砕方法を実施するのに好適な
装置となるので、請求項２の効果と同様の効果を奏す
る。

【００８７】請求項７に記載の発明では、請求項２に記
載のコンクリートの表層破砕方法を実施するのに好適な
装置となるので、請求項２の効果と同様の効果を奏す
る。

【００８８】請求項８に記載の発明では、噴流の傾斜角
度を変更でき、破砕すべき形状に柔軟に対応できるの
で、外形、鉄筋の太さなどが種々に異なるコンクリート
構造物の破砕に対応しやすく、その結果、施工効率が向
上するという効果を奏する。

【００８９】請求項９に記載の発明では、請求項４に記
載のコンクリートの表層破砕方法を実施するのに好適な
装置となるので、請求項４の効果と同様の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコンクリートの表層破砕装置の
実施の形態を示す概略説明図である。

【図２】図１の装置を簡略化した概念図である。

【図３】それぞれ図１のＥ視、Ｃ−Ｃ断面視を示す詳
細部分断面図である。

【図４】本発明に係るコンクリートの表層破砕装置に
用いる噴射ノズルの一例を示す断面図である。

【図５】空気中に噴出された噴流の構造を説明する説
明図である。

【図６】噴流の構造と噴流の破壊作用の関係を明らか
にした実験結果を示すグラフである。

【図７】噴流の構造とコンクリートの破砕深さの関係
を示す実験結果を示すグラフである。

【図８】本発明に係る揺動方式によるコンクリート表
層破砕方法の概念図である。

【図９】本発明に係るコンクリート表層破砕方法の実
施の形態を説明する斜視図および断面図である。

【図１０】本発明に係る理想的な選択的斫りの説明図
である。

【図１１】劣化の進んだコンクリート構造物を説明す
るための断面図および従来の補修例を示す断面図であ
る。

【図１２】従来行われてきたコンクリート破砕方法の
一例を説明するための断面図である。

【符号の説明】

１コンクリート構造物１ａ劣化コンクリート１ｂ健全コンクリート２、２ａ、２ｂ鉄筋４亀裂９噴射ノズル９ｂオリフィス１０噴流１１ａガイドレール１２噴射ノズル移動手段１２ａ噴射ノズル揺動手段（往復運動手段）１２ｂ噴射ノズル横移動手段（横移動手段）１６ウォータージェット制御手段１７移動台車１８制御パネル１９給水装置２０傾斜角変更手段２４噴射ノズル支持板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】噴射ノズルから高圧水を噴射して形成さ
れる噴流によってコンクリート構造物の表層を破砕する
コンクリートの表層破砕方法であって、前記噴流の噴射および噴流の移動を制御する制御パラメ
ータである、破砕幅、スタンドオフ距離、噴射水圧、噴
射水量および噴射ノズル横移動速度、ノズル揺動回数を
調整して、所定範囲を掃引し、健全なコンクリートを残
存させながら、強度の劣化した劣化コンクリートのみを
破砕せしめること（選択的斫り）を特徴とするコンクリ
ートの表層破砕方法。
【請求項２】請求項１に記載のコンクリートの表層破
砕方法において、前記制御パラメータのそれぞれの値を、破砕幅は、２〜１０ｃｍ、スタンドオフ距離は、１〜５ｃｍ、噴射水圧は、６０〜１２０ＭＰａ、噴射水量は、８０〜２００リットル／分、噴射ノズル横移動速度は、２〜４ｍ／分、ノズル揺動回数は、１２０〜２４０往復／分、の範囲で組み合わせて設定することを特徴とするコンク
リートの表層破砕方法。
【請求項３】請求項１または２に記載のコンクリート
の表層破砕方法において、前記噴流を、破砕面の法線に対して傾斜させて、破砕面
上で第１の方向に往復する縦移動（揺動）をさせ、同時
に該第１の方向と直交する第２の方向に往復する横移動
をさせて、前記噴流を掃引して、破砕を行うことを特徴
とするコンクリートの表層破砕方法。
【請求項４】請求項３に記載のコンクリートの表層破
砕方法において、前記コンクリート構造物が鉄筋コンクリート構造物のと
き、前記第１の方向を該鉄筋のいずれかが延びる方向に合わ
せて、前記噴流を揺動させ、かつ前記第２の方向の横移
動における往路と復路とで、前記噴流の破砕面の法線に
対する傾斜方向を反転させることを特徴とするコンクリ
ートの表層破砕方法。
【請求項５】請求項１〜４に記載のコンクリートの表
層破砕方法において、前記噴射ノズルに、円錐絞りの先
端に円管オリフィスを備える円形ノズルを用いることを
特徴とするコンクリートの表層破砕方法。
【請求項６】噴射ノズルから高圧水を噴射して形成さ
れる噴流によってコンクリート構造物の表層を破砕する
コンクリートの表層破砕装置であって、噴流の噴射および噴流の移動を制御する制御パラメータ
のそれぞれの値を、破砕幅は、２〜１０ｃｍ、スタンドオフ距離は、１〜５ｃｍ、噴射水圧は、６０〜１２０ＭＰａ、噴射水量は、８０〜２００リットル／分、噴射ノズル横移動速度は、２〜４ｍ／分、ノズル揺動回数は、１２０〜２４０往復／分、の範囲で組み合わせて設定することが可能なコンクリー
トの表層破砕装置。
【請求項７】噴射ノズルから高圧水を噴射して形成さ
れる噴流によってコンクリート構造物の表層を破砕する
コンクリートの表層破砕装置であって、前記噴射ノズルを破砕面に対して傾斜させる傾斜手段
と、該傾斜手段で傾斜させた傾斜面内で、前記噴射ノズルを
運動させて噴流を所定方向に往復させる往復運動手段
と、前記所定方向と直角方向に前記噴射ノズルを横移動させ
る横移動手段とを備えたことを特徴とするコンクリート
の表層破砕装置。
【請求項８】請求項７に記載のコンクリートの表層破
砕装置において、前記傾斜手段による傾斜角度を可変に制御することが可
能な傾斜角変更手段とを備えたことを特徴とするコンク
リートの表層破砕装置。
【請求項９】請求項８に記載のコンクリートの表層破
砕装置において、前記噴射ノズルを前記横移動の方向に往復させ、前記傾斜角変更手段を用いて、往路と復路とで傾斜方向
を反転させることを特徴とするコンクリートの表層破砕
装置。