JP2017166194A - Modification method by injection for concrete structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンクリート構造物がアルカリ骨材反応(以下、ASR〔Alkali Silica Reaction〕という)、塩害、凍結融解、中性化などの劣化原因により生じたひび割れ部の劣化抑制を行うコンクリート構造物の注入改質方法に関するものである。 The present invention relates to a concrete structure that suppresses deterioration of a cracked portion caused by deterioration causes such as alkali aggregate reaction (hereinafter referred to as ASR [Alkali Silica Reaction]), salt damage, freezing and thawing, and neutralization. The present invention relates to an injection reforming method.
一般に、ASRによるコンクリートの劣化は反応性の骨材がコンクリート中の水分によって膨潤しひび割れ部を発生する。コンクリート表面のひび割れ部からは雨水や地下水による水分の浸透によってさらにひび割れ部が分散拡大する。このようなASRによるコンクリート劣化の対策工として、亜硝酸リチウムの充填が有効であるといわれている(例えば、特許文献1、2参照)。そして、この亜硝酸リチウムの充填には、0.5Mpaの圧力で10〜60日間にわたって高圧注入作業が行われることが報告されている。
In general, deterioration of concrete due to ASR causes reactive aggregates to swell due to moisture in the concrete and generate cracks. From the cracked portion of the concrete surface, the cracked portion further spreads and spreads due to the penetration of moisture by rainwater and groundwater. It is said that filling with lithium nitrite is effective as a countermeasure against concrete deterioration due to such ASR (see, for example,
また、塩害によるコンクリート構造物の劣化は、塩分の侵入によって鉄筋の不動態被膜が消失し鉄筋が錆びて膨潤する際、コンクリートにひび割れ部を発生させることによって生じる。そして、ひび割れ部からの塩分や水分の侵入は、鉄筋の錆びの増大を助長させ劣化がさらに進行する。このような塩害の対策工としては、ひび割れ部に対して樹脂を注入し(例えば、特許文献3参照)、あるいは、長期的な対策としては電気防食を行うことが一般に行われている(例えば、特許文献4参照)。 Moreover, deterioration of the concrete structure due to salt damage is caused by generating cracks in the concrete when the passive film of the reinforcing bars disappears due to the entry of salt and the reinforcing bars rust and swell. And the penetration | invasion of the salt content and water | moisture content from a crack part promotes the increase in the rust of a reinforcing bar, and deterioration progresses further. As countermeasures against such salt damage, it is generally performed to inject a resin into the cracked part (see, for example, Patent Document 3), or to perform anticorrosion as a long-term countermeasure (for example, (See Patent Document 4).
また、凍結融解によるコンクリートの劣化は、コンクリート中に侵入した水が凍って体積膨張を起こしコンクリートを剥離、剥落させるもので、ひび割れ部があると侵入水の膨張によって劣化は進行する。凍結融解の対策工としては、表面被覆工法が一般に行われている(例えば、特許文献5参照)。 In addition, deterioration of concrete due to freezing and thawing freezes water that has entered the concrete and causes volume expansion, causing the concrete to peel and peel off. If there is a crack, deterioration proceeds due to the expansion of the intrusion water. As a countermeasure for freezing and thawing, a surface coating method is generally performed (for example, see Patent Document 5).
さらに、中性化によるコンクリート劣化は、空気中の炭酸ガスの作用でコンクリートがアルカリ性から中性に変化する現象で、コンクリートが中性化すると内部の鉄筋の不動態被膜が消失し錆が発生する。そのため、塩害と同様に、コンクリートにひび割れ部を発生させ水分の侵入によって劣化を助長する。このような中性化の対策工は、表面被覆工や再アルカリ化工法で対処するのが一般的である。
このようにコンクリート構造物の劣化原因はひび割れ部の発生とそこから侵入する水分や炭酸ガスの影響が大部分を占めている。また、前記した個々の例と、さらにそれらの個々の例が複合的に発生することで、コンクリート構造物が複合的劣化する重篤な問題として存在した。
Furthermore, concrete deterioration due to neutralization is a phenomenon in which concrete changes from alkaline to neutral due to the action of carbon dioxide in the air. When the concrete is neutralized, the passive coating on the internal reinforcing bars disappears and rust occurs. . Therefore, as with salt damage, cracks are generated in the concrete and deterioration is promoted by the ingress of moisture. Such neutralization countermeasures are generally dealt with by surface coating or realkalization.
As described above, the cause of deterioration of the concrete structure is largely caused by the generation of cracked parts and the influence of moisture and carbon dioxide gas entering from there. In addition, the above-described individual examples and those individual examples are combined to generate a serious problem that the concrete structure deteriorates in combination.
そこで従来、コンクリート構造物のひび割れ部に水分が浸透することによる劣化を抑えることができると共に、ひび割れ部の隅々まで充填材を充填させることを可能とし、ひび割れ部に空気(酸素や炭酸ガス)が侵入することによる劣化を抑えることができるコンクリート構造物の補修方法が提案されている(特許文献6参照)。このコンクリート構造物の補修方法では、コンクリート構造物の壁面に穿孔を形成し、その穿孔内に補修液を充填し、圧力をかけてひび割れ部に補修液を浸透させるようにしている。 Therefore, conventionally, it is possible to suppress deterioration due to moisture permeating into the cracked portion of the concrete structure, and it is possible to fill the cracked portion with filler, and air (oxygen and carbon dioxide) is supplied to the cracked portion. There has been proposed a method for repairing a concrete structure that can suppress deterioration due to the intrusion of (see Patent Document 6). In this method of repairing a concrete structure, a hole is formed in the wall surface of the concrete structure, the repair liquid is filled in the hole, and pressure is applied to allow the repair liquid to penetrate into the cracked portion.
しかし、従来のコンクリート構造物の補修方法では、以下に示すような改善の余地があった。従来のコンクリート構造物の補修方法では、圧力をかけて強制的にコンクリート構造物のひび割れ部に補修液を浸透させているが、ひび割れ部のひび幅により適切に浸透できる部分とできない部分が発生する場合があった。また、コンクリート構造物のひび割れに高圧をかけることは、ひび割れ幅を広くさせ注入効果を高めることも期待できるが、基本的にはコンクリート膨張に寄与することになり構造損傷になりかねない。 However, the conventional method for repairing a concrete structure has room for improvement as described below. In the conventional repair method for concrete structures, pressure is applied to force the repair liquid to penetrate into the cracked part of the concrete structure, but there are parts that can be penetrated properly and parts that cannot be penetrated depending on the crack width of the cracked part. There was a case. In addition, applying high pressure to cracks in a concrete structure can be expected to widen the crack width and enhance the injection effect, but it basically contributes to concrete expansion and may cause structural damage.
本発明は、前記した点に鑑みなされたもので、コンクリート構造物のひび割れ部のひび幅によらず、また、構造損傷を与えることなくコンクリート構造物の劣化を抑えることができるコンクリート構造物の注入改質方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described points, and does not depend on the crack width of the crack portion of the concrete structure, and it is possible to suppress the deterioration of the concrete structure without causing structural damage. It is an object to provide a reforming method.
本発明の実施形態に係るコンクリート構造物の注入改質方法は、コンクリート構造物の壁面に対して穿孔を形成する穿孔工程と、前記穿孔に前記コンクリート構造物の劣化を抑制する機能剤液を供給する供給パイプを前記穿孔に差し込み固定するパイプ固定工程と、前記機能剤液を収納して前記供給パイプよりも高い位置に設置した収納タンクから前記供給パイプを介して穿孔内に機能剤液を供給する供給工程と、予め設定した期間内において、予め設定された時間ごとに、または、予め設定された前記機能剤液の液面高さを下回ったときに、前記収納タンクに前記機能剤液を補充する補充工程と、を含むように行うこととした。 A method for injecting and reforming a concrete structure according to an embodiment of the present invention includes a drilling step for forming a hole in a wall surface of a concrete structure, and supplying a functional agent liquid that suppresses deterioration of the concrete structure to the hole. A pipe fixing step of inserting and fixing a supply pipe into the perforation, and supplying the functional agent liquid into the perforation through the supply pipe from a storage tank that stores the functional agent liquid and is installed at a position higher than the supply pipe. And supplying the functional agent liquid to the storage tank at a preset time period or at a preset time or when the level of the functional agent liquid falls below a preset level. And a replenishment step of replenishment.
本発明の実施形態に係るコンクリート構造物の注入改質方法は、供給パイプよりも高い位置に設置した収納タンクから液圧により穿孔内に機能剤液を供給して穿孔内に連続するひび割れ等を補修している。つまり、穿孔内にひび割れ等が連続している場合には、機能剤液を穿孔内に常に充填する状態とすることで、ひび割れ部分の隙間から機能剤液を供給あるいは毛細管現象により浸透させることが可能となる。 In the method for injecting and reforming a concrete structure according to the embodiment of the present invention, the functional agent liquid is supplied into the perforations by hydraulic pressure from a storage tank installed at a position higher than the supply pipe, and cracks and the like that continue in the perforations It is repaired. In other words, when cracks and the like are continuous in the perforations, the functional agent liquid can be supplied from the gaps in the cracked portions or permeated by capillary action by always filling the functional agent liquid into the perforations. It becomes possible.
本発明に係るコンクリート構造物の注入改質方法では、以下に示すような優れた効果を奏することができる。
コンクリート構造物の注入改質方法は、コンクリート構造物に形成した穿孔内に機能剤液を供給パイプよりも高い位置に形成した収納タンクから液圧により供給して、穿孔内を機能剤液で予め設定された期間において充満させ、ひび割れ部分の幅が小さくても毛細管現象により確実に機能剤液をひび割れ部分に浸透させることで、コンクリート構造物の劣化を抑制することが可能となる。
The concrete structure injection reforming method according to the present invention can provide the following excellent effects.
In the method of injecting and reforming a concrete structure, a functional agent liquid is supplied into a perforation formed in a concrete structure by a hydraulic pressure from a storage tank formed at a position higher than a supply pipe, and the inside of the perforation is previously filled with the functional agent liquid. It is possible to suppress the deterioration of the concrete structure by filling in the set period and ensuring that the functional agent liquid penetrates into the cracked portion by capillary action even if the width of the cracked portion is small.
以下、各実施形態に係るコンクリート構造物の注入改質方法について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、各実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係等が誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、以下の説明では、同一の名称および符号については原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略することとする。さらに、各図において示す方向は、構成要素間の相対的な位置を示し、絶対的な位置を示すことを意図したものではない。 Hereinafter, a concrete structure injection reforming method according to each embodiment will be described with reference to the drawings. The drawings referred to in the following description schematically show the respective embodiments, and therefore the scale, spacing, positional relationship, etc. of each member are exaggerated, or some of the members are not shown. There may be. Moreover, in the following description, the same name and code | symbol indicate the same or the same member in principle, and shall omit detailed description suitably. Furthermore, the directions shown in each figure indicate relative positions between components, and are not intended to indicate absolute positions.
<第1実施形態>
コンクリート構造物の注入改質方法では、穿孔装置30でコンクリート構造物100の壁面に穿孔を形成して機能剤液供給装置1を用いてコンクリート構造物100に機能性剤液Rを注入しコンクリート構造物100の劣化を抑制することで補修を行っている。ここで使用される機能剤液供給装置1は、機能剤液Rの収納タンク2と、この収納タンク2から機能剤液Rを供給する供給パイプ10と、を備えている。
<First Embodiment>
In the method for injecting and reforming a concrete structure, a
穿孔装置30は、既存の装置を使用することができる。この穿孔装置30は、例えば、図3に示すように、コンクリート構造物100の壁面等に固定する固定部31と、この固定部31に連続して設けられた可動部32と、この可動部32に設けられたガイドバー33と、このガイドバー33に沿って移動するドリル本体34と、このドリル本体34に設けられ先端にダイヤモンド粒の刃先を有するコアビット35と、ドリル本体34をガイドバー33に沿って上下させる動作を行うハンドル36とを主に備えている。なお、穿孔装置30は、固定部31が真空吸着により固定させる場合には、真空ポンプ等の固定機構CAを使用する。また、穿孔装置30は、穿孔Hを形成するときに冷却水を循環させる水循環機構WKを使用している。
An existing device can be used for the
穿孔装置30は、壁面に固定部31を介して固定し、可動部32の角度を調整して穿孔作業を行う。そして、穿孔装置30は、水循環機構WKにより、冷却水を循環させて穿孔作業を行っている。つまり、穿孔作業中は、コアビット35の先端側に水循環機構WKから冷却水を供給し、発生するコンクリートの切粉と冷却水が混ざったスラッジを循環経路により回収し、フィルタを介して回収したスラッジから冷却水を分離し、循環経路により再度、コアビット35の先端側に供給している。また、穿孔装置30は、予めコンクリート構造物100の内部に設けられている鉄筋を避けるように穿孔Hを形成する。穿孔装置30は、コンクリート構造物100の製造したときの情報にもとづいて、穿孔Hの位置が調整されることで鉄筋を避けて穿孔Hを形成することができる。
The
なお、図4に示すように、穿孔装置30は、穿孔長さ(深さ)L1を、例えば、1000〜12000mmの寸法となるに形成することができる。穿孔装置30で穿孔長さL1を長くしたい場合には、コアビット35を長さ方向に延長して接続する接続ビット(両端に接続部を備える金属製のパイプ)を使用することで可能となる。穿孔装置30では、穿孔Hが9〜25mmの範囲となる直径φで、コンクリート構造物100を貫通しないように穿孔長さL1に形成される。そして、コンクリート構造物100は、穿孔Hが所定の間隔で形成される。例えば、穿孔Hは、200〜1000mmの間隔ごとに形成されることになる。さらに、穿孔Hは、壁面に対して地面側に傾斜する傾斜角度θが10〜70度の範囲で形成されることが好ましい。穿孔Hが傾斜角度θを持って形成されることで、充填される機能剤液Rを常に穿孔H内に孔底から孔開口まで連続して充填することができる。
As shown in FIG. 4, the
図1に示すように、収納タンク2は、コンクリート構造物100の上面や壁面あるいはコンクリート構造物に付属する部材に設置される。図面では、収納タンク2がコンクリート構造物100の側壁面に固定された状態として説明する。この収納タンク2は、収納部3と、この収納部3の上方に形成したタンク開口に着脱自在に設けた蓋部4と、収納部3の下方に設けた、供給パイプ10を接続するパイプ接続部5と、パイプ接続部5に設けた開閉バルブ6とを備えている。そして、収納タンク2は、機能剤液Rが複数の穿孔H内に供給され一杯になった状態でも収納部3内に機能剤液Rが残存する大きさであることが望ましい。また、収納タンク2は、外部から収納している機能剤液Rの残存量が視認できる残量メータや、液面検出センサ等の検出手段を設けることや、内部の残存量が視認できる窓を形成することが好ましい。収納タンク2は、ここでは、取付冶具7および後施工アンカー8によりコンクリート構造物100の壁面に固定されている。
As shown in FIG. 1, the
図1および図2に示すように、供給パイプ10は、収納タンク2からの機能剤液Rを穿孔Hに供給するものである。この供給パイプ10は、連結分岐部材11を介して各穿孔Hに挿入できる位置まで接続して設けられている。また、供給パイプ10は、先端に固定治具15が取り付けられ、固定治具15を介して穿孔Hに固定される。この供給パイプ10は、パイプ内の状態が視認できるように透明あるいは半透明であることが好ましい。また、供給パイプ10は、内部を通過する機能剤液Rが太陽からの光の影響を受けないように表面処理がされていることが好ましい。なお、供給パイプ10は、使用される機能剤液Rに対応する耐薬品性を備える素材あるいは内面処理が施されていることが好ましい。また、供給パイプ10は、収納タンク2から連結分岐部材11および連結分岐部材11間に設置されるものの太さを、連結分岐部材11から穿孔Hまでの間に設置されるものの太さより、大きくすることが好ましい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
連結分岐部材11は、供給パイプ10を接続して穿孔Hの位置に各供給パイプ10が挿入できるようにするものである。この連結分岐部材11は、上方からの供給パイプ10を接続する部分と、穿孔Hに挿入する供給パイプ10を接続する部分と、下方の他の連結分岐部材11に接続させる供給パイプ10を接続する部分とを備えている。また、連結分岐部材11は、供給パイプ10を接続していない部分にキャップをすることで、全ての接続する部分を用いる必要がなく、機能剤液Rを漏らすことなく使用することができる。連結分岐部材11は、供給パイプ10を接続して、分岐される供給パイプの数を増やすことができれば、その数、形状、構成等が限定されるものではない。
The connecting
図4に示すように、固定治具15は、供給パイプ10を穿孔Hに挿入した状態で固定させることができる構成を備えている。固定治具15は、例えば、シリコンゴムで形成された楔形状の部材であって、他端側が一端側よりも直径が大きく供給パイプ10よりも太くなるように形成されている。そして、固定治具15は、一端側と他端側とに連続して供給パイプ10を挿通することができる挿通穴が形成されている。したがって、供給パイプ10は、固定治具15の挿通穴に供給パイプ10の一端側を挿通した状態として穿孔Hに挿入して固定した状態となる。
As shown in FIG. 4, the fixing
機能剤液Rは、コンクリート構造物100の内部に存在するひび割れC内に浸透してコンクリート構造物100のひび割れCが拡大しないようにするものである。この機能剤液Rは、アルカリ骨材反応の抑制、塩害の抑制、塩化物イオンの固定、アルカリ補充による中性化抑制等の少なくとも一つの機能を有するものである。機能剤液Rは、例えば、コンクリート改質剤、浸透性吸収防止剤が使用される。また、機能剤液Rは、例えば、アルカリ骨材反応対策剤、塩害対策剤が使用される。コンクリート改質剤は、一例として、ケイ酸リチウム、ケイナトリウム等が使用される。また、浸透性吸収防止剤は、一例として、シラン系材料、シランシロキサン系材料等が使用される。さらに塩害対策剤としては、リチウム含有ゼオライト、亜硝酸リチウム、過酸化水素水、プロピオン酸カルシウム等が使用される。これらの機能剤液Rは、液状又はクリーム状の状態で使用される。なお、機能剤液Rは、幅が小さなひび割れC2の部分にも入り込んでいけるような粘度が低い状態で使用される。機能剤液Rをひび割れ部分Cに浸透させ、その後必要に応じて穿孔Hを塞ぐことで、ASR、塩害、凍結融解、中性化などの劣化の原因が改善される。
The functional agent liquid R penetrates into the crack C existing inside the
つぎに、コンクリート構造物の注入改質方法について、以下に説明する。
図5に示すように、コンクリート構造物の注入改質方法Sは、穿孔工程S1、パイプ固定工程S2と、供給工程S3と、補充工程S6とを少なくとも行っている。
穿孔工程S1は、コンクリート構造物100の壁面に穿孔を形成する工程である。この穿孔工程S1は、穿孔装置30を使用して穿孔Hが形成される。穿孔工程S1では、例えば、コンクリート構造物100の壁面に穿孔装置30が固定機構CAを介して固定される。そして、穿孔装置30の可動部32を所定の角度に設定し可動部32を固定した状態で穿孔作業を行う。穿孔作業は、水循環機構WKを介してコアビット35の先端側に冷却水を供給しながら行われる。穿孔工程S1で形成される穿孔Hは、コンクリート構造物100を貫通しないように形成される。ここでは、例えば、コンクリート構造物100を所定の角度で貫通したときの長さを100%とした場合、50〜90%の範囲で穿孔Hが形成される。
Next, a method for injecting and reforming a concrete structure will be described below.
As shown in FIG. 5, the concrete structure injection reforming method S includes at least a drilling step S1, a pipe fixing step S2, a supply step S3, and a replenishment step S6.
The drilling step S <b> 1 is a step of forming a hole in the wall surface of the
また、穿孔工程S1では、コンクリート構造物100の壁面に5〜25mmの直径φの穿孔Hを、300〜1000mmの間隔で複数形成する。なお、コンクリート構造物100には、図2で示すように、ここでは一例として6行3列の穿孔Hを形成した状態として説明しているが、その形成される穿孔Hの数や位置を限定するものではない。また、穿孔工程S1で形成される穿孔Hの傾斜角度θは、垂直方向を90度とした場合、0度≦θ≦90度の範囲である。傾斜角度θは、ここでは10度から70度の範囲が好ましく、20度か50度の範囲であることがより好ましい。穿孔Hは、傾斜角度θで形成されることで、常に穿孔H内に機能剤液Rが液圧により充填される状態となる。なお、傾斜角度θが0度のときとは、壁面に直交する水平な穿孔Hとなり、また、傾斜角度θが90度のときとは、壁面に直交する上面に垂直に形成される穿孔Hとなることを示している。
In the drilling step S1, a plurality of drill holes H having a diameter of 5 to 25 mm are formed on the wall surface of the
なお、穿孔工程S1を行う前にコンクリート構造物100の壁面を洗浄する洗浄工程S0を行うことが好ましい。洗浄工程S0は、例えば、所定の水圧をかけて壁面に噴射することで壁面を洗浄する。洗浄工程S0を行うことで、コンクリート構造物100の壁面に付着している塵埃等の汚れが除去され、穿孔装置30を壁面に穿孔装置30を固定し易く、さらに、固定状態を安定することが可能となる。また、洗浄工程S0を行うことで、コンクリート構造物100の表面にひび割れCの有無が分かる。そして、洗浄工程S0を行った結果、コンクリート構造物100の表面に0.1mm以上のひび割れCが確認された場合には、目止め作業(目止め工程)を行う。目止め作業は、供給した機能剤液Rがコンクリート構造物100の表面から滲みでることを防止するために行う必要がある。
洗浄工程S0を行い穿孔工程S1が終了すると、パイプ固定工程S2が行われる。
In addition, it is preferable to perform the washing | cleaning process S0 which wash | cleans the wall surface of the
When the cleaning step S0 is performed and the drilling step S1 is completed, a pipe fixing step S2 is performed.
パイプ固定工程S2は、穿孔Hに供給パイプ10を固定する工程である。このパイプ固定工程S2は、供給パイプ10の一端に固定治具15を装着して、穿孔Hに供給パイプ10の先端が入った状態で固定治具15の弾性力に抗して穿孔Hの開口に固定治具15を挿入することで供給パイプ10を固定している。固定治具15は、シリコン等の弾性部材で形成されており、穿孔Hの開口よりも一端側が大径に形成されているので、穿孔Hに挿入させることで供給パイプ10を固定することができる。このパイプ固定工程S2は、収納タンク2を設置する工程および供給パイプ10を接続する工程と共にあるいは前後して行われる。
The pipe fixing step S2 is a step of fixing the
収納タンク2を設置する工程は、供給パイプ10よりも高い位置に収納タンク2を設置する工程である。ここでは、収納タンク2は、コンクリート構造物100の壁面で、供給パイプ10よりも高い位置に配置され液圧により機能剤液Rを穿孔H内に入れることができる位置に取り付けられる。収納タンク2は、一例として、コンクリート構造物100の側壁面に取付冶具7および後施工アンカー8により、ここでは取り付けられる構成としている。なお、コンクリート構造物100の側壁面は、後施工アンカー8を使用することでボルト孔が形成されるが、収納タンク2を撤去するときに、固定に使用した後成功アンカーの全てを撤去しアンカー孔をコンクリート材料で塞ぎ、アンカー孔からの劣化を防ぐことができる。
The step of installing the
供給パイプ10を接続する工程は、収納タンク2と、固定治具15を介して穿孔Hに固定されている供給パイプ10との間を接続する工程である。この工程は、穿孔Hに固定している、あるいは、固定される供給パイプ10の他端と、収納タンク2のパイプ接続部5との間を、他の接続用の供給パイプ10および連結分岐部材11を介して接続する。なお、供給パイプ10は、収納タンク2のパイプ接続部5への接続と、連結分岐部材11への接続と、固定治具15を介して穿孔Hに固定される供給パイプ10との接続とが、どの順番で行われても構わないものである。つまり、パイプ固定工程S2と、収納タンク2を設置する工程と、供給パイプ10を接続する工程とは、どの工程を先に行っても構わない。パイプ固定工程S2となる、収納タンク2を設置する工程、供給パイプ10を接続する工程と、が終了するとつぎに機能剤液Rの供給工程S3が行われる。
The step of connecting the
供給工程S3は、穿孔Hに固定した供給パイプ10を介して収納タンク2に収納した機能剤液Rを供給する工程である。供給工程S3は、収納タンク2に収納されている機能剤液Rを、開閉バルブ6を操作することで、供給パイプ10を介して穿孔Hに供給する。収納タンク2は、供給パイプ10よりも高い位置に設置されることで、機能剤液Rを液圧により降下させ連結分岐部材11および供給パイプ10を通して穿孔H内に機能剤液Rを供給している。なお、穿孔Hに連続するようにひび割れCが生じていた場合、そのひび割れCに浸透する機能剤液Rが穿孔Hの体積の合計量に加算して必要となる。
Supply process S3 is a process of supplying the functional agent liquid R stored in the
特に初めに収納タンク2に収納される機能剤液Rの収納量は、視認されていないひび割れCがコンクリート構造物100内にどれだけあるか不明であるため、実際に供給してみないと分からない。そのため、収納タンク2に機能剤液Rを入れて、収納タンク2に機能剤液Rを一杯にして数分間の時間を置く。そして、数分間経過した後に収納タンク2に再度、機能剤液Rを入れて一杯にしておくことが好ましい。穿孔Hに供給される機能剤液Rは、穿孔Hに連通するひび割れCが存在することで最初に供給量が多く、その後は最初程の供給量は必要としない場合が多い。つまり、ひび割れCが大きいときには、直ぐに機能剤液Rがひび割れCの部分に浸透するため、そのひび割れCに入り込む量の機能剤液Rの供給が穿孔Hの空間を充填する量と併せて必要となる。また、ひび割れCが小さい場合には、浸透するためには時間がかかることになり、直ぐに機能剤液Rが浸透し難い。したがって、機能剤液Rの供給を行う最初では、数分間時間が経過した後に、再度、収納タンク2内の収納量を確認して機能剤液Rを入れることで、大きなひび割れCには直ぐに機能剤液Rを浸透させ、小さなひび割れCには徐々に毛細管現象等により浸透させることになる。供給工程S3が行われた後に補充工程S6が行われる。
In particular, the storage amount of the functional agent liquid R stored in the
補充工程S6は、収納タンク2に機能剤液Rを充填する工程である。補充工程S6では、収納タンク2に機能剤液Rを収納した状態から、予め期限を決めて、その決まった期限内において機能剤液Rの補充が行われるように設定される。例えば、機能剤液Rを供給する期限を1年間とする場合、設定から1年間の間において定期的に機能剤液Rの補充が行われることになる。ここでは、補充工程S6として、設定期間が1年である場合、例えば、2カ月に1回の機能剤液Rの充填が行われる。補充工程S6は、所定時間の経過の判定(判定工程S4)と液面の判定(液面判定工程S5)とがYesとなった場合に行われる。つまり、設定した時間が経過したかどうかが判定され、時間が経過していなければ(S4のNo)、所定時間の経過が待たれる。また、時間が経過して(S4のYes)、作業者が目視で液面を確認して必要があると判定(液面判定工程S5)した場合(S5のYes)には機能剤液Rが収納タンク2に補充される(S6)。つまり、目視した作業者が収納タンク2に収納されている機能剤液Rの状態が基準液面(所定液面)よりも減少していなければ補充せず、基準液面よりも減少したと判断した場合(S5のYes)には、機能剤液Rが基準液面になるように補充される(S6)。なお、機能剤液Rが基準液面と同じ状態であった場合には(S5のNo)、次の判断するタイミングとなる2カ月後に収納タンク2内の液面の高さが判定される。この補充工程S6は、設定期間が経過するまで繰り返し行われる(S7)。
The replenishment step S6 is a step of filling the
このような補充工程S6を行うことで、穿孔Hに連通する小さなひび割れC2(図4参照)があったときに、収納タンク2との高さから機能剤液Rの液圧が常にかかった状態となっているので、毛細管現象によりひび割れC2に機能剤液Rを確実に浸透させることができる。なお、ここでは、ひび割れC1は0.1mmを越える隙間があるものを示し、ひび割れC2は、0.1〜0.05mmまでの隙間が小さなものを示している(その両方のひび割れをCで示している)。このような小さなひび割れC2では、機能剤液Rの表面張力等の影響から強制的に短時間(一週間以内)で圧力をかけても浸透し難いため、一定の時間をかけて毛細管現象による浸透を行うことが適している。そして、長期(一ヶ月以上)に渡り毛細管現象が起きる状態を継続的に実施することにより、例えばASRのような極小のひび割れC2にも機能剤液Rを浸透させる。また、機能剤液Rが、例えば、シラン系表面含浸材である場合、ひび割れC内のコンクリート表面に含浸させることで、撥水層である吸水防止層が形成される。要するに、目止めシールによりコンクリート表面のコンクリートひび割れCを塞ぐだけでなく、コンクリート劣化の最大原因であるひび割れC内のコンクリート表面にも吸水防止層を形成して、主に水分の侵入を防止することができる。
By performing such a replenishment step S6, when there is a small crack C2 (see FIG. 4) communicating with the perforation H, the fluid pressure of the functional agent liquid R is always applied from the height with the
以上説明したように、コンクリート構造物の注入改質方法Sでは、収納タンク2を穿孔Hよりも高い位置に設置して供給パイプ10により穿孔H内に機能剤液Rを供給することで、穿孔Hに連通するひび割れCに機能剤液Rを浸透させることができる。そして、コンクリート構造物の注入改質方法Sでは、特に、ひび割れCが小さな隙間のひび割れC2である場合、毛細管現象により時間をかけて浸透させることで、確実にコンクリート構造物100の現在以上の劣化を防止することができる。
また、コンクリート構造物の注入改質方法は、壁面に対して穿孔終端が穿孔開口よりも下方となるように傾斜させて形成することや、その穿孔の傾斜角度を一定にすることや変えることによりひび割れ部分に対して有効に機能剤液を浸透させることができる。
なお、コンクリート構造物の注入改質方法Sでは、収納タンク2の高さによる液圧で自然の毛細管現象によりひび割れCに機能剤液Rを浸透させるため、コンクリート構造物100への負担を軽減することができる。また、コンクリート構造物100の内部の改質後は、改質に使用した機能剤液Rを利用して間詰め充填剤を注入することも可能となる。コンクリート改質後の充填剤はコンクリートと同質のコンクリート系の注入材を使用することがより望ましい。
As described above, in the concrete structure injection reforming method S, the
In addition, the concrete structure injection reforming method is formed by inclining and forming the end of the drilling hole below the drilling opening with respect to the wall surface, or by making the tilt angle of the drilling hole constant or changing it. The functional agent liquid can be effectively infiltrated into the cracked portion.
In addition, in the concrete structure injection reforming method S, the functional agent liquid R is infiltrated into the crack C by the natural capillary phenomenon with the hydraulic pressure due to the height of the
つぎに、第2実施形態に係るコンクリート構造物の注入改質方法について、図6から図8を参照して説明する。なお、既に説明した構成、手順については、同じ符号を付して説明を適宜省略する。
図6に示すように、コンクリート構造物の注入改質方法SAは、収納タンク2に設置したセンサ50と、このセンサ50からの信号により機能剤液Rの補充時期等を管理する管理装置60とを備える管理システムKSを用いて補修時期が管理され機能剤液供給装置1により補修が行われる。つまり、コンクリート構造物の注入改質方法SAでは、センサ50からに信号により機能剤液Rの補充のタイミングを管理することで、予め設定した所定期間内において穿孔H内に常に機能剤液Rを充填し補修を行う。
Next, a concrete structure injection reforming method according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, about the structure and procedure which were already demonstrated, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted suitably.
As shown in FIG. 6, the concrete structure injection reforming method SA includes a
以下、センサ50および管理装置60を備える管理システムKSの各構成について説明する。
センサ50は、収納タンク2に収納される機能剤液Rの液面の高さを検出するものである。このセンサ50は、非接触式の光センサ、超音波センサや、接触式のフロート式水位計等の公知のものを使用することができる。そして、センサ50は、予め設定した値になったときに信号を出力して管理装置60に連絡できるように構成されている。なお、センサ50から送られる信号は、その設置されている場所等が分かる識別番号と併せた情報を信号として送るように構成されている。
Hereinafter, each configuration of the management system KS including the
The
管理装置60は、センサ50からの信号をアンテナ61で受信してコンクリート構造物100を補修する機能剤液Rの状態を管理するものである。管理装置60は、入力部62と、データ更新部63と、記憶部64と、タイマ65と、データ一覧表示部66と、出力部67と、設定部68とを主に備えている。
入力部62は、アンテナ61で受けたセンサ50からの信号を入力するインターフェイスである。この入力部62は、入力した信号をデータ更新部63に出力する。
The
The
データ更新部63は、入力部62からの信号を受け取り、記憶部64に記憶されているデータを更新する。データ更新部63は、受け取った信号から識別番号を参照し、参照した識別番号に対応する記憶部64のデータを、タイマ65からの時間データと併せて更新する。また、データ更新部63は、更新するデータにフラグをセット(1にする)している。さらに、データ更新部63は、更新したことを示す信号をデータ一覧表示部66に送っている。
The
記憶部64は、設定部68により設定されるデータを記憶するとともに、データ更新部63により更新したデータを記憶する。ここでは、記憶部64は、補修する必要がある複数のコンクリート構造物100を、例えば、図7に示すような一覧表あるいはテーブル形式で記憶している。なお、一覧表あるいはテーブル形式では、識別番号、機能剤液種類、場所、案件種類、設置日時、経過日数、補充信号受信日、補充日時、設定期間等の項目が記載されて記憶されている。この記憶部64は、ハードディスクや光ディスク等の一般的な記憶手段である。
The
データ一覧表示部66は、設定部68からの信号により記憶部64に記憶されているデータをモニタ69に表示する。また、データ一覧表示部66は、データ更新部63からの信号を受けると、記憶部64から再度データを取り直しデータ更新部63が新たに更新したデータをモニタ69に表示する。このデータ一覧表示部66は、モニタ69に表示される一覧表中のフラグがセットされているデータを、他のデータよりも目立つように表示するように構成されている。データ一覧表示部66は、一例として、フラグがセットされたデータ(機能剤液Rが必要なデータ)の色を変えて表示することや、データを点滅させる等することで表示する。なお、フラグがセットされたデータは、補充が終了すると設定部68を介してフラグがリセット(0にする)される。
The data
設定部68は、記憶部64に記憶させるデータを設定する。この設定部68は、キーボードやマウス、スキャナ等の入力手段によりデータを記憶部64に設定して記憶させ、また、データ一覧表示部66によりモニタ69に表示されるデータを入力、編集すると共に、データ更新部63でセットされたフラグをリセットする。
出力部67は、データ一覧表示部66からの信号を受けてモニタ69にデータを出力するインターフェイスである。
以上説明した管理装置60は、パーソナルコンピュータのCPU、ハードディスク等の記憶手段等により構成することができる。
The setting
The
The
つぎに、図6から図8を主に参照して、コンクリート構造物の注入改質方法SAについて説明する。
図3および図8に示すように、コンクリート構造物の注入改質方法SAでは、コンクリート構造物100に穿孔装置30で穿孔Hを形成し、供給パイプ10および収納タンク2を設置して、予め設定される設定期間内において機能剤液Rを収納タンク2に補充することで供給パイプ10により穿孔H内に供給する。なお、コンクリート構造物の注入改質方法SAでは、(洗浄工程S0と、)穿孔工程S1と、パイプ固定工程S2と、供給工程S3と、を行い、収納タンク2に設けたセンサ50により機能剤液Rの液面が所定以下の値になったか否かの液面判定工程S5AがYesとなったときに補充工程S6Aを行っている。そして、コンクリート構造物の注入改質方法SAでは、液面判定工程S5Aおよび補充工程S6Aが、設定期間判定工程S7Aで設定した期間内において行われる。また、このコンクリート構造物の注入改質方法SAでは、ここでは時間による判定工程S4を行っていない。
Next, a concrete structure injection reforming method SA will be described with reference mainly to FIGS.
As shown in FIGS. 3 and 8, in the concrete structure injection reforming method SA, the perforation H is formed in the
コンクリート構造物の注入改質方法SAでは、液面判定工程S5A、補充工程S6Aおよび設定期間判定工程S7Aが管理装置60により管理されることになる。つまり、管理装置60は、センサ50から信号が送られてくると、アンテナ61で受け取った信号を入力部62から入力し、データ更新部63に送る。そして、管理装置60は、データ更新部63が、入力された信号から識別番号を参照して記憶部64から対象となるデータを、タイマ65の時間情報を付加して更新する。さらに、管理装置60は、データ更新部63が、データを更新すると、更新したデータにフラグをセットし、データ一覧表示部66に更新した旨の信号を送る。管理装置60は、モニタ69に設定部68を介してデータ一覧表示部66によりデータ一覧が表示されると、補充する必要があるデータがフラグにより点滅あるいは色が変わり表示される。
In the concrete structure injection reforming method SA, the liquid level determination step S5A, the replenishment step S6A, and the set period determination step S7A are managed by the
管理装置60では、モニタ69に表示された補充の対象となるデータに基づいて、実際に設置された場所の収納タンク2に機能剤液Rが補充された場合、作業者により補充を終了した補充日時が設定部68を介して入力されると共に、データのフラグがリセットされる。そして、管理装置60では、設定期間判定工程S7において、液面判定工程S5Aおよび補充工程S6Aを繰り返し行うことで、コンクリート構造物100の補修作業が管理される。なお、設定期間判定工程S7AでYesとなった場合には、作業者により設定部68を介してデータに補修作業終了を示唆する項目のフラグを立てることで、補修終了を示す予め設定された色で示されることになる。
このようにコンクリート構造物の注入改質方法は、収納タンク2に設けたセンサ50からの信号により機能剤液Rの液面を検出することで、補修されている複数の箇所を的確に管理し、穿孔H内に機能剤液を常に供給して、ひび割れC部分に機能剤液Rを浸透させることができる。さらに、コンクリート構造物の注入改質方法SAでは、センサ50からの信号により機能剤液Rの補充タイミングを判定しているため、コンクリート構造物100ごとにひび割れCの状態が異なっていても無駄な巡回をすることなく正確に機能剤液Rの補充を行うことが可能となる。
In the
As described above, the method for injecting and reforming a concrete structure accurately manages a plurality of repaired portions by detecting the level of the functional agent liquid R based on a signal from the
なお、第1実施形態および第2実施形態では、穿孔Hの傾斜角度θを一定の角度として形成することとして説明したが、以下のような傾斜角度や配置であっても構わない。
すなわち、コンクリート構造物100の壁面およびその壁面に対向する壁面からそれぞれ穿孔Hを形成し、穿孔Hが互いに重ならない位置に形成されるようにしても構わない。
また、穿孔Hは、それぞれの傾斜が異なる傾斜角度で形成されるようにしてもよい。さらに、穿孔Hが複数形成された場合、穿孔Hのそれぞれの傾斜角度が予め設定したグループごとに異なるように形成しても構わない。なお、グループごとに傾斜角度θを変える場合には、例えば、コンクリート構造物100の上端側および下端側の行方向に整列するグループ、6行3列の一例である構成では、1、2行目と5、6行目では傾斜角度θを小さくし、中央側の3,4行目では上下端側よりも傾斜角度θを大きくすることであっても構わない。つまり、予め設定したグループごとに、傾斜角度θを変えることで、コンクリート構造物の構成に対応して機能剤液Rを注入させひび割れCに浸透させることができる。
このような構成にすることで、コンクリート構造物100内の多くのひび割れCの状態に対応して機能剤液Rを注入してコンクリート構造物100の劣化原因を抑制して補修をすることが可能となる。
In the first embodiment and the second embodiment, the inclination angle θ of the perforation H is described as being formed at a constant angle. However, the following inclination angle and arrangement may be used.
That is, the perforations H may be formed from the wall surface of the
Further, the perforations H may be formed at different inclination angles. Furthermore, when a plurality of perforations H are formed, the perforation H may be formed so that the inclination angle of each perforation H is different for each preset group. In addition, when changing inclination | tilt angle (theta) for every group, in the structure which is an example of the group aligned in the row direction of the upper end side and the lower end side of the
By adopting such a configuration, it is possible to repair the
実施形態に係るコンクリート構造物の注入改質方法は、橋梁、トンネル、原子力発電所、ダム、堤防等のコンクリート構造物の補修に利用することができる。 The method for injecting and reforming a concrete structure according to the embodiment can be used for repairing a concrete structure such as a bridge, a tunnel, a nuclear power plant, a dam, and a dike.
1 機能剤液供給装置
2 収納タンク
3 収納部
4 蓋部
5 パイプ接続部
6 開閉バルブ
6a 接続面
6b 先端面
7 取付冶具
8 後施工アンカー
10 供給パイプ
11 連結分岐部材
15 固定治具
30 穿孔装置
31 固定部
32 可動部
33 ガイドバー
34 ドリル本体
35 コアビット
36 ハンドル
50 センサ
60 管理装置
61 アンテナ
62 入力部
63 データ更新部
64 記憶部
65 タイマ
66 データ一覧表示部
67 出力部
68 設定部
69 モニタ
100 コンクリート構造物
C ひび割れ
CA 固定機構
H 穿孔
KS 管理システム
R 機能剤液
S0 洗浄工程
S、SA コンクリート構造物の注入改質方法
S1 穿孔工程
S2 パイプ固定工程
S3 供給工程
S4 判定工程
S5 液面判定工程
S6 補充工程
S7 設定期間判定工程
WK 水循環機構
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記穿孔に機能剤液を供給する供給パイプを前記穿孔に差し込み固定するパイプ固定工程と、
前記機能剤液を収納して前記供給パイプよりも高い位置に設置した収納タンクから前記供給パイプを介して穿孔内に機能剤液を供給する供給工程と、
予め設定した期間内において、予め設定された時間ごとに、または、予め設定された前記機能剤液の液面高さを下回ったときに、前記収納タンクに前記機能剤液を補充する補充工程と、を含むように行うコンクリート構造物の注入改質方法。 A perforation process for forming perforations on the wall of the concrete structure;
A pipe fixing step for inserting and fixing a supply pipe for supplying a functional agent liquid to the perforations;
Supplying the functional agent liquid into the perforations through the supply pipe from a storage tank that stores the functional agent liquid and is installed at a position higher than the supply pipe;
A replenishment step of replenishing the functional agent liquid in the storage tank at a preset time period or when the functional liquid level falls below a preset liquid level height within a preset period; A method for injecting and reforming a concrete structure so as to include.
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