JP2016117988A - 既存橋脚の補強方法、補強橋脚の製造方法、ポリマーセメントモルタル、及び補強橋脚 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な強度及び耐久性を確保しつつ、低コストで簡便な施工を実現する。
【解決手段】無筋コンクリート製の既存橋脚を補強するための補強方法は、既存橋脚の周りに補強鉄筋を配筋する第１の工程と、第１の工程の後、セメント、細骨材、流動化剤、及び再乳化形粉末樹脂を含有するポリマーセメント組成物と水とを混合してなるポリマーセメントモルタルによって既存橋脚及び補強鉄筋を覆う第２の工程と、第２の工程の後に、ポリマーセメントモルタルを硬化してモルタル硬化体とする第３の工程とを含む。ポリマーセメント組成物は、セメント１００質量部に対して、細骨材を８０質量部〜１３０質量部、及び再乳化形粉末樹脂を０．２質量部〜２．６質量部含有する。ＪＩＳ Ａ １１０８に基づいて測定されるモルタル硬化体の材齢２８日における圧縮強度は７５Ｎ／ｍｍ^２以上である。
【選択図】図１

Description

本開示は、無筋コンクリート製の既存橋脚（鉄筋コンクリート製の既存橋脚を除く。以下同じ。）の補強方法、無筋コンクリート製の既存橋脚が補強されてなる補強橋脚の製造方法、無筋コンクリート製の既存橋脚の補強に用いられるポリマーセメントモルタル、及び当該ポリマーセメントモルタルを用いて補強された補強橋脚に関する。

特許文献１は、既設のコンクリート橋脚の表面に溝を形成する工程と、溝に補強用棒体を嵌め込む工程と、溝と補強用棒体との間に樹脂を埋め込んで補強用棒体を溝内に固定する工程と、コンクリート橋脚の表面を、溝内の補強用棒体も共に覆うように、樹脂で被覆する工程とを含む、既設のコンクリート橋脚の補強方法を開示している。

特開２００５−０６８９３１号公報

しかしながら、特許文献１が開示する公報では、既設のコンクリート橋脚の表面に多数の溝を形成し、各溝内に一つ一つ補強用棒体を固定しなければならず、施工に労力がかかると共にコストの増大を招いてしまう。また、特許文献１が開示する公報では、溝を形成する際に、既設のコンクリート橋脚のうち健全な部分までも削ってしまう（斫ってしまう）おそれもある。

そこで、本開示は、十分な強度及び耐久性を確保しつつ、低コストで簡便な施工を実現することが可能な既存橋脚の補強方法、補強橋脚の製造方法、ポリマーセメントモルタル、及び補強橋脚を説明する。

本開示の一つの観点に係る既存橋脚の補強方法は、無筋コンクリート製の既存橋脚を補強するための補強方法であって、既存橋脚の周りに補強鉄筋を配筋する第１の工程と、第１の工程の後、セメント、細骨材、流動化剤、及び再乳化形粉末樹脂を含有するポリマーセメント組成物と水とを混合してなるポリマーセメントモルタルによって既存橋脚及び補強鉄筋を覆う第２の工程と、第２の工程の後に、ポリマーセメントモルタルを硬化してモルタル硬化体とする第３の工程とを含み、ポリマーセメント組成物は、セメント１００質量部に対して、細骨材を８０質量部〜１３０質量部、及び再乳化形粉末樹脂を０．２質量部〜２．６質量部含有し、ＪＩＳ Ａ １１０８に基づいて測定されるモルタル硬化体の材齢２８日における圧縮強度が７５Ｎ／ｍｍ^２以上である。

本開示の一つの観点に係る既存橋脚の補強方法では、ポリマーセメント組成物が所定の割合で細骨材を含有する。そのため、流動性に優れるとともに、高い圧縮強度を有するモルタル硬化体を形成することができる。また、本開示の一つの観点に係る既存橋脚の補強方法では、上記ポリマーセメント組成物が、所定の割合で再乳化形粉末樹脂を含有する。そのため、既存橋脚や補強鉄筋との良好な接着性を維持しつつ、短期間で高い強度を有するモルタル硬化体を形成することができる。さらに、本開示の一つの観点に係る既存橋脚の補強方法では、第２の工程で既存橋脚及び補強鉄筋をポリマーセメントモルタルで覆うことにより、既存橋脚の補強を行っている。そのため、既存橋脚に多数の溝を形成して、各溝内に補強用棒体を固定するといった労力を必要としない。以上により、補強橋脚に関して、十分な強度を確保しつつ、低コストで簡便な施工を実現することが可能となる。

ポリマーセメント組成物は、セメント１００質量部に対して、さらに合成樹脂繊維を０．１０質量部〜０．６０質量部を含有してもよい。この場合、合成樹脂繊維の存在により、モルタル硬化体のひび割れを抑制することができると共に、モルタル硬化体の曲げ耐力を向上することができる。また、硬化時の乾燥収縮が小さくなって、モルタル硬化体の強度が発現するまでの期間を短縮することができる。このため、工期を短期化することができる。

ポリマーセメント組成物は、さらに無機系膨張材を含有してもよい。この場合、モルタル硬化体の圧縮強度を一層高くすることができる。

第２の工程におけるポリマーセメントモルタルの水粉体比が０．１３５〜０．１８０であってもよい。この場合、硬化前のポリマーセメントモルタルが良好な流動性を発現すると共に、ポリマーセメントモルタルが硬化したモルタル硬化体が十分な強度を発現する。そのため、比較的大きな構造体である既存橋脚に対してポリマーセメントモルタルを適用する場合でも流動性を維持したままポリマーセメントモルタルによって既存橋脚全体を覆うことができると共に、硬化したモルタル硬化体によって既存橋脚を十分に補強することができる。

第２の工程におけるポリマーセメントモルタルのフロー値が１７０ｍｍ〜２５０ｍｍであってもよい。この場合、硬化前のポリマーセメントモルタルの流動性を確保することができる。そのため、ポリマーセメントモルタルが流動性を維持したまま、比較的大きな構造体である既存橋脚をポリマーセメントモルタルで覆うことができる。

補強鉄筋は、鉛直方向に沿って延びる複数の主筋と、複数の主筋を取り囲むように複数の主筋と接続されるせん断補強筋とを有し、主筋の直径は６ｍｍ〜５１ｍｍであり、せん断補強筋の直径は６ｍｍ〜１６ｍｍであってもよい。

主筋は、耐力が３９０Ｎ／ｍｍ^２以上であり、引張強さが５６０Ｎ／ｍｍ^２以上であり、直径が６ｍｍ〜２９ｍｍであってもよい。本開示の一つの観点に係る既存橋脚の補強方法で得られるモルタル硬化体が高い圧縮強度を発現するので、補強鉄筋がモルタル硬化体と強固に付着して補強鉄筋がモルタル硬化体内においてずれ難い。従って、上記のような高強度の補強鉄筋を用いて既存橋脚の補強を行うことができる。しかも、所定の強度の補強橋脚を得るために、上記のような強度の高い補強鉄筋を用いる場合には、強度の低い補強鉄筋を用いる場合と比較して上記のような細い直径のものを選択できる。このような細い直径の補強鉄筋を用いると、補強鉄筋を覆うモルタル硬化体の厚さを薄くできるので、補強橋脚の大型化を抑制できる。その結果、特に補強橋脚が河川の中に存在する場合には、水から補強橋脚が受ける力を小さくすることができると共に、補強橋脚による河積阻害率を抑制することができる。

第２の工程は、補強鉄筋の外側を覆うように型枠を構成することと、ポリマーセメントモルタルを型枠の上部から型枠内に流し込むこととを含んでもよい。

第２の工程は、補強鉄筋の外側を覆うように型枠を構成することと、ポリマーセメントモルタルを型枠の下部から型枠内に圧入することとを含んでもよい。

第１の工程の前に、既存橋脚の表面に目荒らしを施工する工程をさらに含んでもよい。この場合、ポリマーセメントモルタルが既存橋脚の表面に付着しやすくなる。

第１の工程の前に、既存橋脚の外壁を除去する工程をさらに含んでもよい。この場合、ポリマーセメントモルタルが既存橋脚の表面に付着しやすくなると共に、補強橋脚の大型化（大径化）を抑制することができる。また、ポリマーセメントモルタルを当該外壁の厚みよりも薄い厚みで施工する場合には、補強橋脚を既存橋脚よりも小型化（小径化）することができる。

本開示の他の観点に係る補強橋脚の製造方法は、無筋コンクリート製の既存橋脚を補強するための補強構造物の製造方法であって、既存橋脚の周りに補強鉄筋を配筋する第１の工程と、第１の工程の後、セメント、細骨材、流動化剤、及び再乳化形粉末樹脂を含有するポリマーセメント組成物と水とを混合してなるポリマーセメントモルタルによって既存橋脚及び補強鉄筋を覆う第２の工程と、第２の工程の後に、ポリマーセメントモルタルを硬化してモルタル硬化体とする第３の工程とを含み、ポリマーセメント組成物は、セメント１００質量部に対して、細骨材を８０質量部〜１３０質量部、及び再乳化形粉末樹脂を０．２質量部〜２．６質量部含有し、ＪＩＳ Ａ １１０８に基づいて測定されるモルタル硬化体の材齢２８日における圧縮強度が７５Ｎ／ｍｍ^２以上である。

本開示の他の観点に係る補強橋脚の製造方法においても、上記の既存橋脚の補強方法と同様に、補強橋脚に関して、十分な強度及び耐久性を確保しつつ、低コストで簡便な施工を実現することが可能となる。

本開示の他の観点に係るポリマーセメントモルタルは、無筋コンクリート製の既存橋脚を補強するために用いられるポリマーセメントモルタルであって、セメント、細骨材、流動化剤、及び再乳化形粉末樹脂を含有するポリマーセメント組成物と水とを混合してなり、ポリマーセメント組成物は、セメント１００質量部に対して、細骨材を８０質量部〜１３０質量部、及び再乳化形粉末樹脂を０．２質量部〜２．６質量部含有し、ＪＩＳ Ａ １１０８に基づいて測定される硬化後の材齢２８日における圧縮強度が７５Ｎ／ｍｍ^２以上である。

本開示の他の観点に係るポリマーセメントモルタルにおいても、上記の既存橋脚の補強方法と同様に、当該ポリマーセメントモルタルを既存橋脚の補強に用いた場合に得られる補強橋脚に関して、十分な強度及び耐久性を確保しつつ、低コストで簡便な施工を実現することが可能となる。

本開示の他の観点に係る補強橋脚は、無筋コンクリート製の既存橋脚と、既存橋脚の周りに配筋された補強鉄筋と、補強鉄筋が内部に位置するように既存橋脚の外周面を覆う補強部材とを備え、補強部材は、セメント、細骨材、流動化剤、及び再乳化形粉末樹脂を含有するポリマーセメント組成物と水とを混合してなるポリマーセメントモルタルが硬化したモルタル硬化体からなり、ポリマーセメント組成物は、セメント１００質量部に対して、細骨材を８０質量部〜１３０質量部、及び再乳化形粉末樹脂を０．２質量部〜２．６質量部含有し、ＪＩＳ Ａ １１０８に基づいて測定されるモルタル硬化体の材齢２８日における圧縮強度が７５Ｎ／ｍｍ^２以上である。

本開示の他の観点に係る補強橋脚においても、上記の既存橋脚の補強方法と同様に、十分な強度及び耐久性を確保しつつ、低コストで簡便な施工を実現することが可能となる。

本開示に係る既存橋脚の補強方法、補強橋脚の製造方法、ポリマーセメントモルタル、及び補強橋脚によれば、十分な強度及び耐久性を確保しつつ、低コストで簡便な施工を実現することが可能となる。

図１は、補強橋脚を備える橋梁を示す図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図３は、他の例に係る補強橋脚の断面図である。

本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、以下の本実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

［橋梁］
まず、橋梁Ｂについて、図１を参照して説明する。橋梁Ｂは、河川、海、渓谷、他の構造物等の上方に架け渡され、その端部間の交通を可能にする構造物である。橋梁Ｂは、複数の基礎１と、複数の補強橋脚２と、上部構造３とを備える。

基礎１は、地面（地盤）内に埋め込まれており、橋梁全体の荷重を地盤に伝達する。補強橋脚２は、鉛直方向に沿って延びるように基礎１上にそれぞれ設けられている。上部構造３は、複数の補強橋脚２により支持されている。上部構造３は、例えば、車両や人が通過可能な橋桁部３ａと、補強橋脚２と橋桁部３ａとの間に配置される支承３ｂとを有する。

［補強橋脚］
次に、補強橋脚２について、図１〜図３を参照してより詳しく説明する。補強橋脚２の大きさは、橋梁Ｂの設置場所や、上部構造３の大きさなど種々の設計条件に左右されるが、橋梁Ｂが流れのある河川に設置される場合には、補強橋脚２の河川幅方向における大きさが所定の河積阻害率を超えない大きさに制限される（国土技術研究センター編、「改訂解説・河川管理施設等構造」、山海堂、ｐ２９５〜２９７）。補強橋脚２は、既存橋脚１０と、補強部２０とを有する。

既存橋脚１０は、例えば石積みの無筋コンクリートによって構成されている。すなわち、既存橋脚１０は、筒状に石が積まれてなる外壁１２内にコンクリート柱１４が配置されて構成されている（図２及び図３参照）。

補強部２０は、既存橋脚１０の周囲に設けられている。補強部２０は、補強部材２２内に補強鉄筋２４が配筋されて構成されている（図２及び図３参照）。補強部材２２は、ポリマーセメントモルタルが硬化したモルタル硬化体である。ポリマーセメントモルタルは、ポリマーセメント組成物と水との混合物である。モルタル硬化体の圧縮強度は、同日の材齢で比較した場合、コンクリート硬化体の圧縮強度よりも大きい。

補強鉄筋２４は、複数の主筋２４ａと、複数のせん断補強筋２４ｂとを有する。主筋２４ａは、鉛直方向に沿って延びるように補強部材２２内を縦断している。主筋２４ａは、鉛直方向から見て、補強部材２２内において矩形を呈するように互いに離間して並んでいる。主筋２４ａは、既存橋脚１０の表面から離間した状態で既存橋脚１０を取り囲んでいてもよいし（図２参照）、既存橋脚１０の表面に接した状態で既存橋脚１０を取り囲んでいてもよいし（図３参照）。図示していないが、主筋２４ａの基端部は、基礎１に形成された鉛直方向に延びる孔内に当該主筋の基端部を挿入して、エポキシ樹脂系の接着剤を当該孔内に充填することで、基礎１内に定着されている。主筋２４ａの基礎１に対する定着長さは、基礎１に対する十分な定着が図れる長さであれば特に限定はされないが、例えば主筋２４ａの直径の２０倍に１０ｍｍを加えた長さ（２０ｄａ＋１０ｍｍ）であってもよいし、２７０ｍｍ程度であってもよい。せん断補強筋２４ｂは、矩形状を呈しており、主筋２４ａを取り囲むように主筋２４ａと接続されている。せん断補強筋２４ｂと主筋２４ａとの接続は、例えば、溶接や、フック等の係合部材を用いた係合により行われてもよい。

主筋２４ａの直径は６ｍｍ〜５１ｍｍ程度であってもよい。すなわち、主筋２４ａの下限は、６ｍｍ程度であってもよいし、１０ｍｍ程度であってもよいし、１６ｍｍ程度であってもよい。主筋２４ａの直径の上限は、５１ｍｍ程度であってもよいし、３８ｍｍ程度であってもよいし、２９ｍｍ程度であってもよい。

主筋２４ａの耐力は、２９５Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよいし、３４５Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよいし、３９０Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよいし、４９０Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよい。主筋２４ａの引張強さは、４４０Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよいし、４９０Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよいし、５６０Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよいし、６２０Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよい。すなわち、主筋２４ａの種類として、ＪＩＳ Ｇ ３１１２：２０１０「鉄筋コンクリート用棒鋼」が定めるＳＤ２９５Ａ（耐力２９５Ｎ／ｍｍ^２以上、且つ、引張強さ４４０Ｎ／ｍｍ^２〜６００Ｎ／ｍｍ^２）を用いてもよいし、ＳＤ３４５（耐力３４５Ｎ／ｍｍ^２〜４４０Ｎ／ｍｍ^２、且つ、引張強さ４９０Ｎ／ｍｍ^２以上）を用いてもよいし、ＳＤ３９０（耐力３９０Ｎ／ｍｍ^２〜５１０Ｎ／ｍｍ^２、且つ、引張強さ５６０Ｎ／ｍｍ^２以上）を用いてもよいし、ＳＤ４９０（耐力４９０Ｎ／ｍｍ^２〜６２５Ｎ／ｍｍ^２、且つ、引張強さ６２０Ｎ／ｍｍ^２以上）を用いてもよい。主筋２４ａとしてＳＤ３９０，ＳＤ４９０を用いる場合には、主筋２４ａの直径が６ｍｍ〜２９ｍｍ程度であってもよい。なお、ＳＤ２９５Ａ，ＳＤ３４５，ＳＤ３９０，ＳＤ４９０は、それぞれ異なる化学成分からなる。以下では、便宜的に、ＳＤ２９５Ａ，ＳＤ３４５を「普通鉄筋」と呼び、ＳＤ３９０，ＳＤ４９０を「高強度鉄筋」と呼ぶことがある。

せん断補強筋２４ｂの直径は６ｍｍ〜１６ｍｍ程度であってもよい。すなわち、せん断補強筋２４ｂの下限は、６ｍｍ程度であってもよいし、８ｍｍ程度であってもよいし、９ｍｍ程度であってもよい。せん断補強筋２４ｂの直径の上限は、１６ｍｍ程度であってもよいし、１４ｍｍ程度であってもよいし、１２ｍｍ程度であってもよい。

せん断補強筋２４ｂの耐力は、２９５Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよいし、３４５Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよいし、３９０Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよいし、４９０Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよいし、７８５Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよいし、１２７５Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよい。せん断補強筋２４ｂの引張強さは、４４０Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよいし、４９０Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよいし、５６０Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよいし、６２０Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよいし、９３０Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよいし、１４２０Ｎ／ｍｍ^２以上であってもよい。

［ポリマーセメント組成物］
本実施形態のポリマーセメント組成物は、補強工法用のポリマーセメント組成物であって、セメント、細骨材、流動化剤、再乳化形粉末樹脂、無機系膨張材、及び、合成樹脂繊維を含有する。

セメントは、水硬性材料として一般的なものであり、いずれの市販品も使用することができる。それらの中でも、ＪＩＳ Ｒ ５２１０：２００９「ポルトランドセメント」に規定されるポルトランドセメントを含むことが好ましい。流動性と速硬性の観点から、早強ポルトランドセメントを含むことがより好ましい。

強度発現性の観点からセメントのブレーン比表面積は、
好ましくは３０００ｃｍ^２／ｇ〜６０００ｃｍ^２／ｇであり、
より好ましくは４０００ｃｍ^２／ｇ〜５０００ｃｍ^２／ｇであり、
さらに好ましくは４２００ｃｍ^２／ｇ〜４８００ｃｍ^２／ｇである。

細骨材としては、珪砂、川砂、陸砂、海砂及び砕砂等の砂類を例示することができる。細骨材は、これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうち、ポリマーセメントモルタルの型枠への充填性を一層円滑にする観点から、珪砂を含むことが好ましい。

細骨材をＪＩＳ Ａ １１０２：２０１４「骨材のふるい分け試験方法」に規定される方法でふるい分けた場合、連続する各ふるいの間にとどまる質量分率（％）が、ふるい目開き２０００μｍにおいて、０質量％であることが好ましい。ふるい目開き２０００μｍのふるいを細骨材がすべて通過する場合、上記質量分率は０質量％である。

連続する各ふるいの間にとどまる質量分率（％）が、
ふるい目開き１１８０μｍにおいて、５．０〜２５．０であり、
ふるい目開き６００μｍにおいて、２０．０〜５０．０であり、
ふるい目開き３００μｍにおいて、２０．０〜５０．０であり、
ふるい目開き１５０μｍにおいて、５．０〜２５．０であり、
ふるい目開き７５μｍにおいて、０〜１０．０であることが好ましく、
連続する各ふるいの間にとどまる質量分率（％）が、
ふるい目開き１１８０μｍにおいて、１０．０〜２０．０であり、
ふるい目開き６００μｍにおいて、２５．０〜４５．０であり、
ふるい目開き３００μｍにおいて、２５．０〜４５．０であり、
ふるい目開き１５０μｍにおいて、１０．０〜２０．０であり、
ふるい目開き７５μｍにおいて、０〜５．０であることがより好ましい。

細骨材を上記規定でふるい分けた場合、連続する各ふるいの間にとどまる質量分率（％）が上述の範囲内であることにより、より良好な材料分離抵抗性及び流動性を有するモルタルや、より高い圧縮強度を有する硬化体を得ることができる。

細骨材をＪＩＳ Ａ １１０２：２０１４「骨材のふるい分け試験方法」に規定される
方法でふるい分けた場合、細骨材の粗粒率が
好ましくは、１．６０〜３．００であり、
より好ましくは、１．９０〜２．８０であり、
さらに好ましくは、２．１０〜２．７０であり、
特に好ましくは２．３０〜２．６０である。

細骨材の粗粒率が上述の範囲であることにより、より良好な材料分離抵抗性や流動性を有するポリマーセメントモルタルや、より良好な強度特性を有する硬化体を得ることができる。

上記ふるい分けは、ＪＩＳ Ｚ ８８０１−１：２００６「試験用ふるい−第１部：金属製網ふるい」に規定される目開きの異なる数個のふるいを用いて行うことができる。

細骨材の含有量は、セメント１００質量部に対して、
８０質量部〜１３０質量部であり、
好ましくは８５質量部〜１２５質量部であり、
より好ましくは９０質量部〜１２０質量部であり、
さらに好ましくは９５質量部〜１１５質量部であり、
特に好ましくは１００質量部〜１１０質量部である。

細骨材の含有量を上述の範囲とすることにより、より高い圧縮強度を有する硬化体を得ることができる。

流動化剤は、メラミンスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物、カゼイン、カゼインカルシウム、及びポリカルボン酸系のもの等を例示することができる。流動化剤は、これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。このうち、高い減水効果を得る観点から、ポリカルボン酸系の流動化剤を含むことが好ましい。ポリカルボン酸系の流動化剤を用いることによって、水粉体比を低減して、モルタル硬化体の強度発現性を一層良好にすることができる。

流動化剤の含有量は、セメント１００質量部に対して、
好ましくは０．０４質量部〜０．５５質量部であり、
より好ましくは０．１１質量部〜０．３８質量部であり、
さらに好ましくは０．１３質量部〜０．３２質量部であり、
特に好ましくは０．１５質量部〜０．３０質量部である。

流動化剤の含有量を上述の範囲とすることにより、より良好な流動性を有するポリマーセメントモルタルを得ることができる。また、一層高い圧縮強度を有するモルタル硬化体を得ることができる。

再乳化形粉末樹脂は、特にその種類及び製造方法は限定されず、公知の製造方法で製造されたものを用いることができる。再乳化形粉末樹脂としては、例えば、ポリアクリル酸エステル樹脂系、スチレンブタジエン合成ゴム系、及び酢酸ビニルベオバアクリル共重合系のものが挙げられる。再乳化形粉末樹脂は、これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。また、再乳化形粉末樹脂は、表面にブロッキング防止剤を有していてもよい。モルタル硬化体の耐久性の観点から、再乳化形粉末樹脂は、アクリルを含有することが好ましい。さらに、接着性及び圧縮強度の観点から、再乳化形粉末樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、５〜２０℃の範囲であることが好ましい。

再乳化形粉末樹脂の含有量は、セメント１００質量部に対して、
０．２質量部〜２．６質量部であり、
好ましくは０．５質量部〜２．２質量部であり、
より好ましくは０．７質量部〜２．０質量部であり、
さらに好ましくは０．９質量部〜１．８質量部であり、
特に好ましくは１．１質量部〜１．７質量部である。

再乳化形粉末樹脂の含有量を上述の範囲とすることにより、ポリマーセメントモルタルの接着性と、モルタル硬化体の圧縮強度を一層高水準で両立することができる。

無機系膨張材としては、生石灰−石膏系膨張材、石膏系膨張材、カルシウムサルフォアルミネート系膨張材、及び生石灰−石膏−カルシウムサルフォアルミネート系膨張材等を例示することができる。無機系膨張材は、これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。このうち、硬化体の圧縮強度をより向上する観点から、生石灰−石膏−カルシウムサルフォアルミネート系膨張材を含むことが好ましい。

無機系膨張材の含有量は、セメント１００質量部に対して、
好ましくは２．０質量部〜１０．０質量部であり、
より好ましくは３．０質量部〜９．０質量部であり、
さらに好ましくは４．０質量部〜８．０質量部であり、
特に好ましくは５．０質量部〜７．０質量部である。

無機系膨張材の含有量を上述の範囲とすることにより、一層適正な膨張性が発現され、モルタル硬化体の収縮を抑制することができると共に、モルタル硬化体の圧縮強度を一層高くすることができる。

合成樹脂繊維としては、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ビニロン及びポリ塩化ビニル等を例示することができる。合成樹脂繊維は、これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。

合成樹脂繊維の繊維長は、モルタル中での分散性、及びモルタル硬化体の耐クラック性向上の点から、
好ましくは４ｍｍ〜２０ｍｍであり、
より好ましくは６ｍｍ〜１８ｍｍであり、
さらに好ましくは８ｍｍ〜１６ｍｍであり、
特に好ましくは１０ｍｍ〜１４ｍｍである。

合成樹脂繊維の含有量は、セメント１００質量部に対して、
好ましくは０．１０質量部〜０．６０質量部であり、
より好ましくは０．２１質量部〜０．５３質量部であり、
さらに好ましくは０．２８質量部〜０．４７質量部であり、
特に好ましくは０．３２質量部〜０．４３質量部である。

合成樹脂繊維の繊維長及び含有量を上述の範囲にすることにより、モルタル中での分散性やモルタル硬化体の耐クラック性をより向上することができる。すなわち、合成樹脂繊維の存在により、モルタル硬化体のひび割れを抑制することができると共に、モルタル硬化体の曲げ耐力を向上することができる。また、硬化時の乾燥収縮が小さくなって、モルタル硬化体の強度が発現するまでの期間を短縮することができる。このため、工期の短期化を図ることができる。

本実施形態のポリマーセメント組成物は、用途に応じて、凝結調整剤、増粘剤、金属系膨張材、及び消泡剤等を含有してもよい。例えば、凝結促進剤を含有してもよい。この凝結促進剤を含有することによって、工期の一層の短縮を図ることができる。

凝結促進剤としては、公知の凝結を促進する成分を用いることができる。例えば、凝結促進効果を有する塩化物、亜硝酸塩、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、アルミン酸塩、及び有機酸塩等を好適に用いることができ、これらを単独又は複数組み合わせて使用することができる。

硫酸塩の一例としては、硫酸カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、及び硫酸リチウムなどが挙げられ、炭酸塩の一例としては、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、及び炭酸リチウムなどが挙げられ、アルミン酸塩の一例としては、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、及びアルミン酸リチウムなどが挙げられ、有機酸塩の一例としては、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、及びアクリル酸カルシウムなどが挙げられる。これらの中でも、ギ酸カルシウムが、流動性を保持しつつ凝結促進効果（速硬性）を得られるので好ましい。また、ギ酸カルシウムとアルミン酸ナトリウムとを併用することで、流動性の低下を抑制しつつ、より優れた速硬性が得られるので好ましい。

凝結促進剤の含有量は、セメント１００質量部に対して、
好ましくは０．２０質量部〜２．００質量部、
より好ましくは０．３０質量部〜１．８０質量部、
さらに好ましくは０．４０質量部〜１．６０質量部、
特に好ましくは０．５０質量部〜１．５０質量部である。

凝結促進剤の含有量を上述の範囲とすることにより、流動性の低下を抑制しつつより優れた速硬性を有するポリマーセメント組成物を得ることができる。また、モルタル硬化体の初期硬化特性をより向上することができる。

［ポリマーセメントモルタル］
ポリマーセメントモルタルは、上述のポリマーセメント組成物と水とを含む。ポリマーセメントモルタルは、上述のポリマーセメント組成物と水とを配合し混練することによって調製することができる。このようにして調製されるポリマーセメントモルタルは、優れた流動性（フロー値）を有する。このため、補強構造物を形成するための型枠内への充填を円滑に行うことができる。したがって、既存橋脚の補強構造物用のポリマーセメントモルタルとして好適に用いることができる。ポリマーセメントモルタルを調製する際に、水粉体比（水量／ポリマーセメント組成物量）を適宜変更することによって、ポリマーセメントモルタルのフロー値を調整することができる。

水粉体比は、
好ましくは、０．１３５〜０．１８０であり、
より好ましくは、０．１４０〜０．１７５であり、
更に好ましくは、０．１４３〜０．１７２であり、
特に好ましくは、０．１４５〜０．１７０である。

水粉体比を上述の範囲とすることにより、硬化前のポリマーセメントモルタルが良好な流動性を発現すると共に、ポリマーセメントモルタルが硬化したモルタル硬化体が十分な強度を発現する。従って、比較的大きな構造体である既存橋脚１０に対してポリマーセメントモルタルを適用する場合でも流動性を維持したままポリマーセメントモルタルによって既存橋脚１０全体を覆うことができると共に、硬化したモルタル硬化体によって既存橋脚１０を十分に補強することができる。

本明細書におけるフロー値は、以下の手順で測定する。厚さ５ｍｍのみがき板ガラスの上に内径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの円筒形状の塩化ビニル製パイプを配置する。このとき、塩化ビニル製パイプの一端がみがき板ガラスと接触し、他端が上向きとなるように配置する。他端側の開口からポリマーセメントモルタルを注入して、塩化ビニル製パイプ内にポリマーセメントモルタルを充填した後、塩化ビニル製パイプを垂直に引き上げる。モルタルの広がりが静止した後、互いに直交する２つの方向における直径（ｍｍ）を測定する。測定値の平均値をフロー値（ｍｍ）とする。

ポリマーセメントモルタルのフロー値は、
好ましくは、１７０ｍｍ〜２５０ｍｍであり、
より好ましくは、１９０ｍｍ〜２４５ｍｍであり、
さらに好ましくは、２１０ｍｍ〜２４０ｍｍである。

フロー値が上述の範囲であることにより、材料分離抵抗性及び充填性に優れたポリマーセメントモルタルを得ることができる。また、硬化前のポリマーセメントモルタルの流動性を確保することができる。そのため、ポリマーセメントモルタルが流動性を維持したまま、比較的大きな構造体である既存橋脚をポリマーセメントモルタルで覆うことができる。

本明細書における０打フロー値は、以下の手順で測定する。まず、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：１９９７「セメントの物理試験方法」の「１１．フロー試験」に準拠して、上部内径７０ｍｍ、下部内径１００ｍｍ、高さ６０ｍｍのフローコーンを用いてフロー値（ｍｍ）を求める。落下運動０回で得られたフロー値を０打フロー値（ｍｍ）とする。

ポリマーセメントモルタルの０打フロー値は、
好ましくは、２９０ｍｍ〜３５０ｍｍであり、
より好ましくは、３００ｍｍ〜３４０ｍｍであり、
さらに好ましくは、３１５ｍｍ〜３３５ｍｍである。

０打フロー値が上述の範囲であることにより、材料分離抵抗性及び充填性に優れたポリマーセメントモルタルを得ることができる。また、硬化前のポリマーセメントモルタルの流動性を確保することができる。そのため、ポリマーセメントモルタルが流動性を維持したまま、比較的大きな構造体である既存橋脚をポリマーセメントモルタルで覆うことができる。

［モルタル硬化体］
モルタル硬化体は、ポリマーセメントモルタルを硬化して形成することができる。このようにして形成されるモルタル硬化体は、既存橋脚と一体化するに際し、強度発現性に優れる。このため、補強工法の工期を短縮することができる。また、優れた強度特性及び優れた耐久性を有することから、既存橋脚の耐震性を向上することができる。

本明細書における第１種圧縮強度は、圧縮強度の一つの指標であり、内径５ｃｍ、高さ１０ｃｍの円筒型枠にモルタルを充填し、２４時間後に脱型した後、所定材齢まで水中養生した試験体をＪＩＳ Ａ １１０８：２００６「コンクリートの圧縮試験方法」に準拠して測定される値（Ｎ／ｍｍ^２）である。

上述の試験方法で測定されるモルタル硬化体の材齢３日における第１種圧縮強度は、
好ましくは、４０Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
より好ましくは、４５Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
さらに好ましくは、５０Ｎ／ｍｍ^２以上である。
特に好ましくは、５３Ｎ／ｍｍ^２以上である。
モルタル硬化体の材齢３日以降における第１種圧縮強度も、上述の範囲であることが好ましい。

材齢３日で上述の第１種圧縮強度に到達できるような強度発現性を有するモルタル硬化体を用いることによって、補強工法の工期を一層短縮することができる。

上述の試験方法で測定されるモルタル硬化体の材齢７日における第１種圧縮強度は、
好ましくは、６０Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
より好ましくは、６４Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
さらに好ましくは、７０Ｎ／ｍｍ^２以上である。
特に好ましくは、７３Ｎ／ｍｍ^２以上である。
モルタル硬化体の材齢７日以降における第１種圧縮強度も、上述の範囲であることが好ましい。

材齢７日で上述の第１種圧縮強度に到達できるような強度発現性を有するモルタル硬化体を用いることによって、補強工法の工期を一層短縮することができる。

上述の試験方法で測定されるモルタル硬化体の材齢２８日の第１種圧縮強度は、
好ましくは、７５Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
より好ましくは、７６Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
さらに好ましくは、８０Ｎ／ｍｍ^２以上である。
特に好ましくは、８２Ｎ／ｍｍ^２以上である。
モルタル硬化体の材齢２８日以降における第１種圧縮強度も、上述の範囲であることが好ましい。

第１種圧縮強度が上述の範囲であることにより、既存橋脚と一体化した際に、一層優れた耐震性能を発揮することができる。

本明細書における第２種圧縮強度は、第１種圧縮強度とは異なる圧縮強度の他の指標であり、ＪＩＳ Ａ １１７１：２０００「ポリマーセメントモルタルの試験方法」の「７．硬化したポリマーセメントモルタルの試験」に準拠して得られる値（Ｎ／ｍｍ^２）である。本明細書における曲げ強度は、ＪＩＳ Ａ １１７１：２０００「ポリマーセメントモルタルの試験方法」の「７．硬化したポリマーセメントモルタルの試験」に準拠して得られる値（Ｎ／ｍｍ^２）である。本明細書における引張強度は、ＪＩＳ Ａ １１１３：２００６「コンクリートの割裂引張強度試験方法」に準拠して得られる値である。なお、割裂引張強度試験の試験体の直径は１００ｍｍ、長さは２００ｍｍである。

上述の試験方法で測定されるモルタル硬化体の材齢２８日における第２種圧縮強度は、
好ましくは、８５Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
より好ましくは、９０Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
さらに好ましくは、９５Ｎ／ｍｍ^２以上である。
特に好ましくは、１００Ｎ／ｍｍ^２以上である。
モルタル硬化体の材齢２８日以降における第２種圧縮強度も、上述の範囲であることが好ましい。

第２種圧縮強度が上述の範囲であることにより、既存橋脚と一体化した際に、一層優れた耐震性能を発揮することができる。

上述の試験方法で測定されるモルタル硬化体の材齢２８日における曲げ強度は、
好ましくは、７．５Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
より好ましくは、８．０Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
さらに好ましくは、９．０Ｎ／ｍｍ^２以上である。
特に好ましくは、１０Ｎ／ｍｍ^２以上である。
モルタル硬化体の材齢２８日以降における曲げ強度も、上述の範囲であることが好ましい。

曲げ強度が上述の範囲であることにより、既存橋脚と一体化した際に、一層優れた耐震性能を発揮することができる。

上述の試験方法で測定されるモルタル硬化体の材齢２８日における引張強度は、
好ましくは、３．０Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
より好ましくは、３．５Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
さらに好ましくは、３．８Ｎ／ｍｍ^２以上である。
特に好ましくは、４．０Ｎ／ｍｍ^２以上である。
モルタル硬化体の材齢２８日以降における引張強度も、上述の範囲であることが好ましい。

引張強度が上述の範囲であることにより、既存橋脚と一体化した際に、一層優れた耐震性能を発揮することができる。

本明細書における中性化深さは、ＪＩＳ Ａ １１７１：２０００「ポリマーセメントモルタルの試験方法」の「７．硬化したポリマーセメントモルタルの試験」に準拠して得られる値（ｍｍ）である。

上述の試験方法で測定されるモルタル硬化体の材齢３カ月の中性化深さは、
好ましくは、０．０３ｍｍ以下であり、
より好ましくは、０．０２ｍｍ以下であり、
さらに好ましくは、０．０１ｍｍ以下であり、
特に好ましくは、０ｍｍである（中性化無し）。

上述の試験方法で測定されるモルタル硬化体の材齢６カ月の中性化深さは、
好ましくは、０．２０ｍｍ以下であり、
より好ましくは、０．１５ｍｍ以下であり、
さらに好ましくは、０．１０ｍｍ以下であり、
特に好ましくは、０ｍｍである（中性化無し）。

中性化深さが上述の範囲であることにより、既存橋脚と一体化した際に、一層優れた耐久性を発揮することができる。

［既存橋脚の補強方法、補強橋脚の製造方法］
続いて、既存橋脚１０に補強部２０を施工して既存橋脚１０を補強する方法、すなわち補強橋脚２の製造方法について説明する。まず、既存橋脚１０を取り囲むように既存橋脚１０の周囲に補強鉄筋２４を配筋する。次に、既存橋脚１０及び補強鉄筋２４を取り囲むようにこれらの周囲に型枠を構成する。次に、型枠内にポリマーセメントモルタルを充填する。型枠内へのポリマーセメントモルタルの充填方法としては、例えば、型枠の上部から型枠内にポリマーセメントモルタルを流し込む方法や、型枠の下部からポリマーセメントモルタルを圧入する方法が挙げられる。次に、ポリマーセメントモルタルが硬化してモルタル硬化体（補強部材２２）となった後に、型枠を取り外す。これにより、補強部２０が得られる。以上により、既存橋脚１０に補強部２０が設けられ、補強橋脚２が完成する。

［作用］
以上のような本実施形態では、ポリマーセメント組成物が所定の割合で細骨材を有する。そのため、流動性に優れるとともに、高い圧縮強度を有するモルタル硬化体を形成することができる。また、本実施形態では、上記ポリマーセメント組成物が、所定の割合で再乳化形粉末樹脂を含有する。そのため、既存橋脚１０をなす外壁１２や補強鉄筋２４との良好な接着性を維持しつつ、短期間で高い強度を有するモルタル硬化体を形成することができる。さらに、本実施形態では、既存橋脚１０及び補強鉄筋２４をポリマーセメントモルタルで覆うことにより、既存橋脚１０の補強を行っている。そのため、既存橋脚１０に多数の溝を形成して、各溝内に補強用棒体を固定するといった労力を必要としない。以上により、補強橋脚に関して、十分な強度及び耐久性を確保しつつ、低コストで簡便な施工を実現することが可能となると共に、工期の短縮を図ることも可能となる。

ところで、本実施形態とは異なり、補強鉄筋２４の周囲に設けられる補強部材の強度が低い場合には、当該補強部材が補強鉄筋２４に十分に付着しないことがある。そのため、補強鉄筋２４として高強度鉄筋（ＳＤ３９０，ＳＤ４９０）を用いたとしても、外力が印加された場合に当該補強部材がこれらの鉄筋に対して滑ってしまいうる。従って、これらの鉄筋に外力が十分伝達されず、既存橋脚１０を十分に補強できないおそれが生ずる。

しかしながら、本実施形態では、上述のように高い圧縮強度を発現するモルタル硬化体によって補強部材２２が構成されている。そのため、補強鉄筋２４がモルタル硬化体と強固に付着してモルタル硬化体内においてずれ難い。従って、補強鉄筋２４として高強度鉄筋を用いることができる。

しかも、補強橋脚２を所定の強度とするために、補強鉄筋２４として高強度鉄筋を用いる場合には、普通鉄筋を用いる場合と比較して細い直径のものを選択できる。このような細い補強鉄筋２４を用いると、補強鉄筋２４を覆うモルタル硬化体の厚さを薄くできるので、補強橋脚２の大型化を抑制できる。その結果、特に補強橋脚２が河川の中に存在する場合には、補強橋脚２が水から受ける力を小さくすることができると共に、補強橋脚２による河積阻害率を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の実施形態に加えてもよい。例えば、既存橋脚１０の周囲をポリマーセメントモルタルで覆う前に、既存橋脚１０の表面（外壁１２の表面）に対して前処理を行ってもよい。前処理としては、例えば、（ｉ）外壁１２の表面を清掃する処理、（ｉｉ）外壁１２の表面に目荒らしを施工する処理、又は（ｉｉｉ）既存橋脚１０の外壁１２を除去する処理が挙げられる。

ここで、（ｉ）外壁１２の表面を清掃する処理とは、外壁１２の表面に付着する埃や苔や汚れ等を取り除く処理をいう。この処理は、例えば、外壁１２の表面に対して高圧水をジェット噴射することによって行われる。

（ｉｉ）外壁１２の表面に目荒らしを施工する処理とは、外壁１２の表面を細かく傷つけて粗面化する処理をいう。この処理は、例えば、ブラスト工法、バキュームブラスト工法、又はその他の工法によって行うことができる。ブラスト工法は、外壁１２の表面に対して超高圧水、砂、又は金属粒等を噴射する工法である。バキュームブラスト工法は、ブラスト工法の一形態であり、発生した粉塵をバキュームで回収することが可能である。その他の工法としては、空気工具（エアーピックハンマー、エアーブレイカー等）又は電動工具等を用いた粗面化処理が挙げられる。このうち、粉塵を回収できるバキュームブラスト工法が特に好ましい。

（ｉｉｉ）既存橋脚１０の外壁１２を除去する処理とは、外壁１２を既存橋脚１０から取り除いて内部のコンクリート柱１４を露出させる処理をいう。この除去処理は、粗面化処理と同様に、例えば、ブラスト工法、バキュームブラスト工法、又はその他の工法によって行うことができる。このうち、粉塵を回収できるバキュームブラスト工法が特に好ましい。ここで、ポリマーセメントモルタルの施工厚みを、既存橋脚１０の外壁１２の厚みと同等とする場合には、補強橋脚２を既存橋脚１０と同等の径（同等の太さ）とすることが可能である。また、ポリマーセメントモルタルの施工厚みを、既存橋脚１０の外壁１２の厚みより薄くする場合には、補強橋脚２が既存橋脚１０よりも小さい径となるので、補強橋脚２の小型化（小径化）が可能となる。

既存橋脚１０とポリマーセメントモルタルとの付着力を高める目的で、ポリマーセメントモルタルによって既存橋脚１０を覆う前に、既存橋脚１０の表面に下塗り材（プライマー）を適用してもよい。下塗り材としては、例えば、水溶性樹脂エマルションが挙げられる。下塗り材の適用方法としては、例えば、塗布や吹き付けが挙げられる。下塗り材の適用方法として塗布を採用する場合には、刷毛、ローラ等を用いてもよい。

補強部２０を雨等の酸性物質から保護する目的で、補強部２０の形成後に、補強部２０の表面（モルタル硬化体の表面）に上塗り材を適用してもよい。上塗り材としては、例えば、含浸材、表面被覆材等が挙げられる。上塗り材の適用方法としては、例えば、塗布や吹き付けが挙げられる。上塗り材の適用方法として塗布を採用する場合には、刷毛、ローラ等を用いてもよい。

補強橋脚２の美装や上塗り材の保護の目的で、補強部２０の形成後又は上塗り材の補強部２０への適用後に、これらの表面に仕上げ材を適用してもよい。仕上げ材としては、例えば、河川や周囲環境に対して影響を与え難い成分を含有する塗料が挙げられる。仕上げ材の適用方法としては、例えば、塗布や吹き付けが挙げられる。仕上げ材の適用方法として塗布を採用する場合には、刷毛、ローラ等を用いてもよい。

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１，２、比較例１〜４）
［ポリマーセメント組成物の調製］
以下の（１）〜（６）に示す原材料を準備した。

（１）セメント
・早強ポルトランドセメント（ＪＩＳ Ｒ ５２１０：２００９、ブレーン比表面積：４６００ｃｍ^２／ｇ）
（２）細骨材
・珪砂（ＪＩＳ Ａ １１０２：２０１４の試験結果を表１に示す。）

（３）無機系膨張材
・生石灰−石膏−カルシウムサルフォアルミネート系膨張材
（４）流動化剤
・ポリカルボン酸系流動化剤
（５）合成樹脂繊維
・ビニロン繊維（繊維長：１２ｍｍ）
（６）再乳化形粉末樹脂
・アクリル／酢酸ビニル／ベオバ共重合樹脂を主成分とする粉末樹脂（ガラス転移温度（Ｔｇ）：１４℃）

上述のセメント、細骨材、無機系膨張材、流動化剤、合成樹脂繊維、及び再乳化形粉末樹脂を表２に示す質量割合で配合し、各実施例及び各比較例のポリマーセメント組成物を調製した。

［ポリマーセメントモルタルの調製］
表２に示す質量割合で配合したポリマーセメント組成物１５００ｇに対し、水を表３に示す水粉体比で配合して混練し、ポリマーセメントモルタルを調製した。混練は、温度２０℃、相対湿度６５％の条件下で、ホバートミキサーを用いて低速で３分間混練した。このようにして得られたポリマーセメントモルタルの物性を以下の方法で評価した。

［物性の評価方法］
（１）フロー値の測定方法
温度２０℃、相対湿度６５％の条件下で、厚さ５ｍｍのみがき板ガラスの上に内径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの円筒形状の塩化ビニル製パイプを配置した。このとき、塩化ビニル製パイプの一端がみがき板ガラスと接触し、他端が上向きとなるように配置した。他端側の開口からポリマーセメントモルタルを注入して、塩化ビニル製パイプ内にモルタルを充填した後、パイプを垂直に引き上げた。モルタルの広がりが静止した後、互いに直交する２つの方向における直径（ｍｍ）を、ノギスを用いて測定した。測定値の平均値をフロー値（ｍｍ）とした。求めたフロー値を表３に示す。

（２）第１種圧縮強度及び曲げ強度の測定方法
温度２０℃、相対湿度６５％の条件下で、内径５ｃｍ、高さ１０ｃｍの円筒型枠に上記モルタルを充填し、温度２０℃、相対湿度９５％以上の条件下で２４時間養生した。養生後、脱型し、表３に示す所定材齢（３日、７日又は２８日）まで水中養生して試験体を作製した。所定材齢に達した各試験体の第１種圧縮強度（Ｎ／ｍｍ^２）を、ＪＩＳ Ａ １１０８：２００６「コンクリートの圧縮試験方法」に準拠して測定した。材齢３日、７日及び２８日の圧縮強度を表３に示す。

表３に示すとおり、各実施例のポリマーセメントモルタルは、優れた流動性を有するとともに、高い第１種圧縮強度を有するモルタル硬化体を形成できることが確認された。各実施例１，２のポリマーセメントモルタルは、流動性が良好であることから、型枠等への充填性に優れる。また、各実施例１，２のモルタル硬化体は、短い材齢で十分に高い第１種圧縮強度を有する。したがって、短納期が要請される既存橋脚の補強工法に好適に用いることができる。

（実施例１〜４）
実施例２に係るポリマーセメント組成物１５００ｇに対し、水を表４に示す水粉体比で配合して混練し、ポリマーセメントモルタルを調製した。混練は、表４に示す温度、及び、相対湿度の条件下で、ホバートミキサーを用いて低速で３分間混練した。このようにして得られたポリマーセメントモルタル及びモルタル硬化体の物性を、養生温度を表４に示す大きさとした以外は、実施例２と同様にして評価した。フロー値及び第１種圧縮強度の結果を表４に示す。

表３及び表４に示すとおり、各実施例１〜４のポリマーセメントモルタルは、季節を問わず、優れた流動性と高い第１種圧縮強度を有することが確認された。表３及び表４に示すように、各実施例１〜４のモルタル硬化体は、材齢２８日において第１種圧縮強度が７５Ｎ／ｍｍ^２以上になることが確認された。

（実施例５）
セメント１００質量部に対して流動化剤を０．２６質量部配合したこと以外は、実施例２と同様にして実施例５のポリマーセメント組成物を調製した。当該ポリマーセメント組成物１５００ｇに対し、水を表６に示す水粉体比で配合して混練し、ポリマーセメントモルタルを調製した。混練は、温度２０℃、相対湿度６５％の条件下で、ホバートミキサーを用いて低速で３分間混練した。このようにして得られたポリマーセメントモルタルの物性を以下の方法で評価した。

［物性の評価方法］
（１）０打フロー値及び１５打フロー値の測定方法
温度２０℃、相対湿度６５％の条件下で、ＪＩＳ Ｒ ５２０１：１９９７「セメントの物理試験方法」の「１１．フロー試験」に準拠して、上部内径７０ｍｍ、下部内径１００ｍｍ、高さ６０ｍｍのフローコーンを用いて０打フロー値（ｍｍ）を求めた。０打フロー値（ｍｍ）は落下運動０回で得られた値である。求めた０打フロー値を表５に示す。

（２）第２種圧縮強度及び曲げ強度の測定方法
温度２０℃の条件下で、ＪＩＳ Ａ １１７１：２０００「ポリマーセメントモルタルの試験方法」の「７．硬化したポリマーセメントモルタルの試験」に準拠して、所定材齢に達した各試験体の第２種圧縮強度（Ｎ／ｍｍ^２）及び曲げ強度（Ｎ／ｍｍ^２）を測定した。材齢２８日の第２種圧縮強度及び曲げ強度を表５に示す。

（３）引張強度の測定方法
温度２０℃の条件下で、ＪＩＳ Ａ １１１３：２００６「コンクリートの割裂引張強度試験方法」に準拠して、所定材齢に達した各試験体の引張強度（Ｎ／ｍｍ^２）を測定した。なお、試験体の直径は１００ｍｍ、長さは２００ｍｍとした。材齢２８日の引張強度を表５に示す。

（４）中性化深さ試験
温度２０℃の条件下で、ＪＩＳ Ａ １１７１：２０００「ポリマーセメントモルタルの試験方法」に準拠して、所定材齢に達した各試験体の中性化深さ（ｍｍ）を測定した。材齢３カ月及び６カ月の中性化深さ（ｍｍ）を表５に示す。

表５に示すとおり、実施例５のポリマーセメントモルタルは、優れた流動性を有するとともに、優れた強度特性と優れた耐久性を有するモルタル硬化体を形成できることが確認された。実施例５のポリマーセメントモルタルは流動性が良好であることから、型枠等への充填性に優れる。また、実施例５のモルタル硬化体は、十分に高い圧縮強度、曲げ強度及び引張強度を有し、優れた耐久性（中性化深さの値が小さい）を有する。したがって、既存橋脚の補強工法において、薄い施工厚みでも好適に用いることができる。

（実施例６、参考例１）
［橋脚の強度試験］
（１）試験体
実施例６及び参考例１に係る試験体を、表６に示される諸元に従って、次の手順により準備した。
（ア）まず、基礎用の鉄筋（主筋及びせん断補強筋）を配筋した。次に、当該鉄筋の部分にコンクリート配合「２１−１８−２０−Ｎ」のコンクリートを打設し、２週間養生することにより、実施例６に係る試験体の基礎を作製した。次に、実施例６に係る試験体の既存橋脚を、石積みの橋脚を模して基礎の上に作製した。具体的には、５枚のコンクリート舗道板（大きさ３００ｍｍ×３００ｍｍ×１８０ｍｍ）を鉛直方向に並べて基礎上に配置した。このとき、基礎と基礎に最も近いコンクリート舗道板との間隙が２０ｍｍとなり、隣り合うコンクリート舗道板同士の間隙が２０ｍｍとなるように、各コンクリート舗道板が宙に浮いた状態で各コンクリート舗道板を支持体により支持した。そして、これらの間隙に１：３モルタルを充填し、１．５カ月間養生した。そして、支持体を除去することにより、実施例６に係る試験体の既存橋脚を作製した。次に、既存橋脚の外周面を覆うように補強部を構成した後、１カ月間養生することにより、実施例６に係る試験体の補強橋脚を作製した。具体的には、既存橋脚の周囲に補強鉄筋を構成した後、高さ１０００ｍｍまでは、補強鉄筋が内部に位置するように実施例５のポリマーセメントモルタルを厚さ５０ｍｍで既存橋脚の周囲に打設すると共に、高さ１０００ｍｍから高さ１４６５ｍｍまでは、補強鉄筋が内部に位置し且つ断面寸法が４００×４００ｍｍの柱状体となるように実施例５のポリマーセメントモルタルを打設することにより、補強部を構成した。なお、補強鉄筋の主筋は、基礎に形成された鉛直方向に延びる孔内に当該主筋の基端部を２７０ｍｍ（当該主筋の直径の２０倍に１０ｍｍを加えた長さ（２０ｄａ＋１０ｍｍ））挿入して、エポキシ樹脂系の接着剤を当該孔内に充填することで、基礎に定着させた。これにより、実施例６に係る試験体を得た。
（イ）まず、基礎用及び既存橋脚用の鉄筋（主筋及びせん断補強筋）を配筋した。次に、基礎用の鉄筋の部分にコンクリート配合「２１−１８−２０−Ｎ」のコンクリートを打設し、２週間養生することにより、参考例１に係る試験体の基礎を作製した。次に、基礎の上で且つ既存橋脚用の鉄筋の部分にコンクリート配合「２１−１８−２０−Ｎ」のコンクリートを打設し、２カ月間養生することにより、参考例１に係る試験体の既存橋脚を作製した。これにより、参考例１に係る試験体を得た。

実施例６に係る試験体は、実施例５のポリマーセメントモルタルを用いて無筋コンクリート製の既存橋脚を補強した補強橋脚を模している。比較例５に係る試験体は、鉄筋コンクリート製の既存橋脚を模している。

（２）正負交番載荷試験の方法
実施例６の試験体の頂部に対し、下方に向かう軸力を１６０ｋＮの大きさで印加した。続いて、基礎からの高さが１２１０ｍｍの載荷点に正負の水平力を印加した。正負交番載荷は、載荷点である１２１０ｍｍの約０．３％である４ｍｍの整数倍で変位振幅を増加させながら、載荷点に印加した。補強部の主筋の破断を確認したときに、試験を終了した。このとき、補強部の脚部において主筋の破断（試験体全体の曲げ破壊）が確認された。

また、参考例１の試験体の頂部に対し、下方に向かう軸力を１６０ｋＮの大きさで印加した。続いて、基礎からの高さが１６１０ｍｍの載荷点に正負の水平力を印加した。正負交番載荷は、載荷点である１６１０ｍｍの約０．５％である８ｍｍの整数倍で変位振幅を増加させながら、載荷点に印加した。既存橋脚の主筋の破断を確認したときに、試験を終了した。このとき、既存橋脚の脚部において主筋の破断（試験体全体の曲げ破壊）が確認された。

一般的に、無筋の石積製橋脚は、水平力に対する耐力が小さく、倒壊しやすい。これは、無筋の石積製橋脚に対して水平力が付加されると、せん断破壊（地震等で橋脚の打ち継ぎ面がズレることによる破壊）や曲げ破壊（打ち継ぎ部が浮き上がって転倒することによる破壊）が生じやすいためである。しかしながら、実施例６に係る試験体においては、補強部の脚部において主筋の破断（試験体全体の曲げ破壊）が確認されたが、打ち継ぎ部でのせん断破壊や曲げ破壊が生じなかった。すなわち、実施例６に係る試験体では、所定のポリマーセメントモルタルを用いた巻き立て補強を行うことにより、打ち継ぎ面での破壊を防止できることが確認された。

（３）最大耐力
実施例６及び参考例１に係る各試験体について、正負交番載荷試験で得られた最大耐力の結果を表７に示す。

表７によれば、実施例６に係る試験体の最大耐力は、参考例１に係る試験体の最大耐力と同程度であった。従って、無筋の石積製橋脚が補強された実施例６に係る試験体によれば、所定のポリマーセメントモルタルを用いた巻き立て補強を行うことにより、無筋の石積製橋脚の曲げ耐力およびせん断耐力を改善できることが確認された。

２…補強橋脚、１０…既存橋脚、２０…補強部、２２…補強部材、２４…補強鉄筋、２４ａ…主筋、２４ｂ…せん断補強筋、Ｂ…橋梁。

Claims (14)

1. 無筋コンクリート製の既存橋脚を補強するための補強方法であって、
   前記既存橋脚の周りに補強鉄筋を配筋する第１の工程と、
   前記第１の工程の後、セメント、細骨材、流動化剤、及び再乳化形粉末樹脂を含有するポリマーセメント組成物と水とを混合してなるポリマーセメントモルタルによって前記既存橋脚及び前記補強鉄筋を覆う第２の工程と、
   前記第２の工程の後に、前記ポリマーセメントモルタルを硬化してモルタル硬化体とする第３の工程とを含み、
   前記ポリマーセメント組成物は、前記セメント１００質量部に対して、前記細骨材を８０質量部〜１３０質量部、及び前記再乳化形粉末樹脂を０．２質量部〜２．６質量部含有し、
   ＪＩＳ Ａ １１０８に基づいて測定される前記モルタル硬化体の材齢２８日における圧縮強度が７５Ｎ／ｍｍ^２以上である、補強方法。
2. 前記ポリマーセメント組成物は、前記セメント１００質量部に対して、さらに合成樹脂繊維を０．１０質量部〜０．６０質量部を含有する、請求項１に記載の補強方法。
3. 前記ポリマーセメント組成物は、さらに無機系膨張材を含有する、請求項１又は２に記載の補強方法。
4. 前記第２の工程における前記ポリマーセメントモルタルの水粉体比が０．１３５〜０．１８０である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の補強方法。
5. 前記第２の工程における前記ポリマーセメントモルタルのフロー値が１７０ｍｍ〜２５０ｍｍである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の補強方法。
6. 前記補強鉄筋は、鉛直方向に沿って延びる複数の主筋と、前記複数の主筋を取り囲むように前記複数の主筋と接続されるせん断補強筋とを有し、
   前記主筋の直径は６ｍｍ〜５１ｍｍであり、
   前記せん断補強筋の直径は６ｍｍ〜１６ｍｍである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の補強方法。
7. 前記主筋は、耐力が３９０Ｎ／ｍｍ^２以上であり、引張強さが５６０Ｎ／ｍｍ^２以上であり、直径が６ｍｍ〜２９ｍｍである、請求項６に記載の補強方法。
8. 前記第２の工程は、
   前記補強鉄筋の外側を覆うように型枠を構成することと、
   前記ポリマーセメントモルタルを前記型枠の上部から前記型枠内に流し込むこととを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の補強方法。
9. 前記第２の工程は、
   前記補強鉄筋の外側を覆うように型枠を構成することと、
   前記ポリマーセメントモルタルを前記型枠の下部から前記型枠内に圧入することとを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の補強方法。
10. 前記第１の工程の前に、前記既存橋脚の表面に目荒らしを施工する工程をさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の補強方法。
11. 前記第１の工程の前に、前記既存橋脚の外壁を除去する工程をさらに含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の補強方法。
12. 無筋コンクリート製の既存橋脚を補強するための補強構造物の製造方法であって、
    前記既存橋脚の周りに補強鉄筋を配筋する第１の工程と、
    前記第１の工程の後、セメント、細骨材、流動化剤、及び再乳化形粉末樹脂を含有するポリマーセメント組成物と水とを混合してなるポリマーセメントモルタルによって前記既存橋脚及び前記補強鉄筋を覆う第２の工程と、
    前記第２の工程の後に、前記ポリマーセメントモルタルを硬化してモルタル硬化体とする第３の工程とを含み、
    前記ポリマーセメント組成物は、前記セメント１００質量部に対して、前記細骨材を８０質量部〜１３０質量部、及び前記再乳化形粉末樹脂を０．２質量部〜２．６質量部含有し、
    ＪＩＳ Ａ １１０８に基づいて測定される前記モルタル硬化体の材齢２８日における圧縮強度が７５Ｎ／ｍｍ^２以上である、製造方法。
13. 無筋コンクリート製の既存橋脚を補強するために用いられるポリマーセメントモルタルであって、
    セメント、細骨材、流動化剤、及び再乳化形粉末樹脂を含有するポリマーセメント組成物と水とを混合してなり、
    前記ポリマーセメント組成物は、前記セメント１００質量部に対して、前記細骨材を８０質量部〜１３０質量部、及び前記再乳化形粉末樹脂を０．２質量部〜２．６質量部含有し、
    ＪＩＳ Ａ １１０８に基づいて測定される硬化後の材齢２８日における圧縮強度が７５Ｎ／ｍｍ^２以上である、ポリマーセメントモルタル。
14. 無筋コンクリート製の既存橋脚と、
    前記既存橋脚の周りに配筋された補強鉄筋と、
    前記補強鉄筋が内部に位置するように前記既存橋脚の外周面を覆う補強部材とを備え、
    前記補強部材は、セメント、細骨材、流動化剤、及び再乳化形粉末樹脂を含有するポリマーセメント組成物と水とを混合してなるポリマーセメントモルタルが硬化したモルタル硬化体からなり、
    前記ポリマーセメント組成物は、前記セメント１００質量部に対して、前記細骨材を８０質量部〜１３０質量部、及び前記再乳化形粉末樹脂を０．２質量部〜２．６質量部含有し、
    ＪＩＳ Ａ １１０８に基づいて測定される前記モルタル硬化体の材齢２８日における圧縮強度が７５Ｎ／ｍｍ^２以上である、補強橋脚。

Images