JP2020117944A

JP2020117944A - 補修器具

Info

Publication number: JP2020117944A
Application number: JP2019010174A
Authority: JP
Inventors: 恵輔高橋; Keisuke Takahashi
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2019-01-24
Filing date: 2019-01-24
Publication date: 2020-08-06

Abstract

【課題】使い勝手のよい補修器具を提供する。【解決手段】本開示の補修器具は、容器本体部と、容器本体部内に設けられており、セメント、水、無機酸及び増粘剤を含むセメント含有液を収容する第一の収容部と、容器本体部内に設けられており、アルカリ溶液を収容する第二の収容部と、第一の収容部内のセメント含有液と第二の収容部内のアルカリ溶液が混ざらないように隔離している隔離手段と、セメント含有液とアルカリ溶液が隔離された状態が解除され、容器本体部内においてセメント含有液とアルカリ溶液が混合されることによって調製されるセメントスラリーを吐出する吐出口とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は補修器具に関する。

建築物や構造物のひび割れや損傷を補修する材料として、二液を混合することによって硬化する材料が用いられている。例えば、特許文献１には、コンクリート構造物の修復に使用される二液混合式の接着性合成樹脂組成物が開示されている。この接着性合成樹脂組成物は合成樹脂系溶剤と硬化剤とを混合したものである（特許文献１の請求項１参照）。

特開２００７−２３９２５７号公報

特許文献１に記載の発明は、コンクリート構造物の補修・補強の際に行われる切削作業によって発生する切削表面近傍の損傷を補修するためのものであり（特許文献１段落［０００１］）、切削処理が行われる現場を対象としている。このような現場では二液を混合する道具が揃っているし、このような作業を実施できる作業者が従事していると認められる。しかし、二液を混合するための道具がなかったり、あるいは、一般の消費者にとっては二液を混合して補修用材料を調製する作業は必ずしも容易ではない。本開示は使い勝手のよい補修器具を提供することを目的とする。

本開示の一側面に係る補修器具は、容器本体部と、容器本体部内に設けられており、セメント、水、無機酸及び増粘剤を含むセメント含有液を収容する第一の収容部と、容器本体部内に設けられており、アルカリ溶液を収容する第二の収容部と、第一の収容部内のセメント含有液と第二の収容部内のアルカリ溶液が混ざらないように隔離している隔離手段と、セメント含有液とアルカリ溶液が隔離された状態が解除され、容器本体部内においてセメント含有液とアルカリ溶液が混合されることによって調製されるセメントスラリーを吐出する吐出口とを備える。

上記補修器具は、容器本体部内において、セメント含有液とアルカリ溶液とが隔離された状態で収容されている。これらの二液が隔離された状態を解除することで、容器本体部内において二液を混合することができ、水硬性を有する補修用材料（セメントスラリー）を容器本体部内で容易に調製することができる。

一態様において、隔離手段は、セメント含有液とアルカリ溶液とを隔てる膜を含む。この態様に係る補修器具は、膜を破壊することによってセメント含有液とアルカリ溶液が隔離された状態を解除する機構を備える。この態様に係る補修器具は、例えば、容器本体部が可とう性を有する材質からなり、容器本体部の外部から力を加えることによって膜が破壊される構成であってもよい。

一態様において、第二の収容部は容器本体部内において第一の収容部に囲われるように配置された小型容器を含み、隔離手段は小型容器の開口部を封止している。この態様において、隔離手段は小型容器の開口部が嵌合する凹部を有してよい。この態様に係る補修器具は、例えば、隔離手段が小型容器の開口部が封止された状態を維持するための支持部材を有し、小型容器が支持部材によって支持されている状態が解除されると、容器本体部内においてセメント含有液とアルカリ溶液が混合する。

容器本体部内に収容するセメント含有液及びアルカリ溶液の量は適宜設定すればよく、セメント含有液の量を１００体積部とすると、アルカリ溶液の量は、例えば、１〜４０体積部である。セメント含有液の量は、例えば、５〜１０００ｃｍ^３である。

一態様において、容器本体部が筒状部材とこの筒状部材の一端を封止している端面と含み且つ吐出口が端面の中央部に形成されており、筒状部材の長手方向に移動する環状の撹拌子が容器本体部内に収容されている。撹拌子が収容されている容器本体部を振ることで、セメント含有液とアルカリ溶液をより一層容易に且つ均一に混合することができる。撹拌子が環状であることで、撹拌子によって吐出口が閉塞されることを防止できる。

本開示によれば、使い勝手のよい補修器具が提供される。

図１は、本開示に係る補修器具の第一実施形態を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示す補修器具の膜が破壊された状態を模式的に示す断面図である。図３は、本開示に係る補修器具の第二実施形態を模式的に示す断面図である。図４（ａ）は図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図であり、図４（ｂ）は図３に示す補修器具の上蓋を回転させることによって支持部材を切断した状態を示す断面図である。図５は、本開示に係る補修器具の第三実施形態を模式的に示す断面図である。図６は、図５に示す補修器具の膜が破壊された状態を模式的に示す断面図である。

以下、本開示の複数の実施形態について説明する。なお、同一の構成要素については便宜上の理由がない限り同一の符号を付け、重複する説明は省略する。

＜第一実施形態＞
図１は、第一実施形態に係る補修器具を模式的に示す断面図である。この図に示す補修器具１０は、水硬性を有するセメントスラリーを補修材料として利用するものである。補修器具１０が未使用の状態においては、セメント含有液とアルカリ溶液は容器本体部５内において膜３（隔離手段）によって隔てられている。補修器具１０が使用される際、膜３が破壊されることによって容器本体部５内でセメント含有液とアルカリ溶液が混合してセメントスラリーが調製される。以下、補修器具１０の具体的な構成について説明する。

補修器具１０は、セメント含有液を収容する第一の収容部１と、アルカリ溶液を収容する第二の収容部２と、容器本体部５内においてセメント含有液とアルカリ溶液を隔てる膜３と、膜３を破壊するための押し込み機構４と、押し込み機構４が誤って膜３を破壊するのを防止するスペーサー６と、筒状の容器本体部５の一方の開口を塞ぐ上蓋７と、容器本体部５の先端に設けられた吐出口８と、吐出口８を塞ぐキャップ９とを備える。

容器本体部５は、可とう性を有する材質の筒状の部材で構成されている。容器本体部５は、第一の収容部１と第二の収容部２とを備える。容器本体部５の全体の容量（第一の収容部１の容量と第二の収容部２の容量の合計）は、例えば５．０５〜２０００ｃｍ^３であり、下限値は６．３ｃｍ^３又は７．４ｃｍ^３であってよく、上限値は１９００ｃｍ^３又は１８００ｃｍ^３であってよい。第一の収容部１の容量は、例えば５〜１９００ｃｍ^３であり、下限値は６ｃｍ^３又は７ｃｍ^３であってよく、上限値は１８００ｃｍ^３又は１７００ｃｍ^３であってよい。第二の収容部２の容量は、例えば０．０５〜６００ｃｍ^３であり、下限値は０．０６ｃｍ^３又は０．０８ｃｍ^３であってよく、上限値は５５０ｃｍ^３又は５００ｃｍ^３であってよい。

第一の収容部１にセメント含有液が収容されている。セメント含有液の量は、例えば５〜１０００ｃｍ^３であり、下限値は６ｃｍ^３又は７ｃｍ^３であってよく、上限値は９００ｃｍ^３又は８００ｃｍ^３であってよい。セメント含有液の量を第一の収容部１の容量よりも少ない量とすると、図１に示すように、第一の収容部１内にセメント含有液と空気が共存した状態となる。第一の収容部１内に空気（気相部）が存在すると、膜３を破壊した後、補修器具１０を振ることによってセメント含有液とアルカリ溶液が均一に混合されやすい。

第二の収容部２にアルカリ溶液が収容されている。アルカリ溶液の量は、例えば０．０５〜４００ｃｍ^３であり、下限値は０．０６ｃｍ^３又は０．０８ｃｍ^３であってよく、上限値は３５０ｃｍ^３又は３００ｃｍ^３であってよい。アルカリ溶液の量は、第二の収容部２の容量とほぼ同じであってもよいし、第二の収容部２の容量よりも少ない量であってもよい。

膜３は、第一の収容部１と第二の収容部２とを隔てている。膜３の材質は、セメント含有液及びアルカリ溶液に対して耐性があり且つ破断され得る材質であればよい。膜３の材質として、例えば、合成樹脂、天然樹脂、アルミニウム、ケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、鉄、ステンレス、チタン合金、ニッケル合金、ガラス等が挙げられる。

押し込み機構４は膜３を破壊するためのものである。押し込み機構４は、円筒状のロッド部４ａと、ロッド部４ａよりも外径が大きい先端部４ｂとを有する。ロッド部４ａは、上蓋７に設けられた孔７ａを通じて第二の収容部２の内部であって膜３の近傍にまで至っている。先端部４ｂと上蓋７との間に環状のスペーサー６を配置することで、押し込み機構４が誤って膜３を破壊することを防止できる。上蓋７の孔７ａの内周面にはパッキンが装着されており、アルカリ溶液が漏れないようになっている。

スペーサー６を外した後、押し込み機構４を容器本体部５側に押し込むことによって、ロッド部４ａの先端で膜３が破壊され、セメント含有液とアルカリ溶液が隔離された状態が解除される。図２は補修器具１０の膜３が破壊された状態を模式的に示す断面図である。押し込み機構４を元の位置にまで戻すと、膜３の破断部を通じて第二の収容部２内のアルカリ溶液が第一の収容部１に流れ込む。補修器具１０を振ることで、容器本体部５内においてセメント含有液とアルカリ溶液が混合されてセメントスラリーが調製される。なお、ロッド部４ａが誤って孔７ａから抜けないようにするには、ロッド部４ａの側面の所定の位置に突起４ｃを設ければよい。

補修器具１０をよく振った後、キャップ９を外し、可とう性を有する容器本体部５に外側から力を加えることによって吐出口８からセメントスラリーを吐出させることができる。例えば、セメントスラリーを壁や床のひび割れやポットホールに注入することで壁や床を補修することができる。

本実施形態の補修器具１０によれば、セメント含有液及びアルカリ溶液が膜３によって隔てられて収容されている状態においては、セメントの水和反応は進行せず、膜３が破断されて両者が混合されることでセメントの水和反応を進行させることができる。このため、水硬性を有する補修用材料（セメントスラリー）を容器本体部内で容易に調製することができる。以下、セメント含有液、アルカリ溶液及びセメントスラリーについて説明する。

（セメント含有液）
セメント含有液は、セメント、水、無機酸及び増粘剤を含む。セメント含有液は、アルカリ溶液が混合されることによって水硬性を有するセメントスラリーとなる。

セメントは特に限定されないが、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、高炉セメント、フライアッシュセメント、シリカフュームセメント、アルミナセメント等であってよい。セメントは、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。

水は特に限定されないが、例えば、水道水、蒸留水、脱イオン水等を使用することができる。水の含有量は、セメント１００質量部に対して好ましくは２０〜１００質量部、より好ましくは２５〜９０質量部、更に好ましくは３０〜８０質量部である。

無機酸は、メタリン酸、亜リン酸、リン酸、又はホスホン酸を含むことが好ましい。メタリン酸、亜リン酸、リン酸、又はホスホン酸を含む無機酸としては、例えば、五酸化二リン、二リン酸、三リン酸、アミノトリメチレンホスホン酸、２−アミノエチルホスホン酸、１−ヒドロキシエチリデン−１，１−ジホスホン酸、エチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、テトラメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ヘキサメチレンジアミンテトラメチレンホスホン酸、ジエチレントリアミンペンタメチレンホスホン酸、ホスホノブタントリカルボン酸、Ｎ−（ホスホノメチル）イミノ二酢酸、２−カルボキシエチルホスホン酸、２−ヒドロキシホスホノカルボン酸等であってよい。無機酸は、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。無機酸の含有量は、セメント１００質量部に対して好ましくは０．１〜２０質量部、より好ましくは０．１から１５質量部、更に好ましくは０．１〜１０質量部、特に好ましくは０．３〜１０質量部である。

増粘剤は、キサンタンガム、ダイユータンガム、スターチエーテル、グアガム、ポリアクリルアミド、カラギーナンガム、寒天、粘土鉱物系のベントナイト等を含むことが好ましい。増粘剤は、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。また上述の増粘剤に、セルロース系、蛋白質系、ラテックス系、水溶性ポリマー系増粘剤等を組み合わせて用いることができる。

セメント含有液は、セメント、水、無機酸及び増粘剤以外に、インク、顔料、分散剤、凝結調整剤、膨張材、収縮低減剤、石膏、消泡剤等を含有してもよい。

（アルカリ溶液）
アルカリ溶液は、ｐＨが７より大きく１４以下の溶液であれば特に限定されないが、ｐＨが９以上１４以下の溶液であることが好ましい。アルカリ溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、アミン、アルカノールアミン、オルトケイ酸ナトリウム、水酸化リチウム、アミノメチルプロパノール、水酸化カルシウム等を含む溶液であってよい。

アルカリ溶液の量は、セメントスラリーの調製に使用するセメント含有液の量を１００体積部とすると、例えば、１〜４０体積部であってよく、下限値は１．２体積部又は１．４体積部であってよく、上限値は３５体積部又は３０体積部であってよい。

（セメントスラリー）
容器本体部５から吐出されるセメントスラリーの可使時間は、セメント含有液及びアルカリ溶液の水セメント比、アルカリ溶液の溶質量、溶質の種類、石膏量、無機酸の濃度等を変えることにより、調整することができる。上記可使時間は、例えば、３０秒〜３００分であり、下限値は４０秒又は６０秒であってよく、上限値は２５０分又は２００分であってよい。

セメントスラリーは、セメント含有液及びアルカリ溶液以外に、着色成分を含んでいてもよい。着色成分としては、ペンキ、顔料等が挙げられる。着色成分は、セメントスラリーを得るまでの任意の工程で投入すればよく、例えば、セメント含有液又はアルカリ溶液に含有していてもよい。なお、十分に均一に着色されたセメントスラリーを容器本体部５で調製する観点から、アルカリ溶液と比較して使用量の多いセメント含有液に着色成分が予め含まれていることが好ましい。

＜第二実施形態＞
図３は第二実施形態に係る補修器具を模式的に示す断面図である。図４（ａ）は図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図であり、図４（ｂ）は補修器具２０の上蓋１７を時計回りに回転させることによって支持部材１３を切断した状態を示す断面図である。これらの図に示す補修器具２０は、アルカリ溶液を収容する小型容器１２の開口部１２ａが上蓋１７の凹部１７ａによって封止されていることによってセメント含有液とアルカリ溶液が隔てられている点において補修器具１０と相違し、その他の構成（例えば、第一の収容部の容量等）は補修器具１０と同様であってよい。補修器具２０の構成について、補修器具１０と相違する点について主に説明する。

補修器具２０は、セメント含有液を収容する第一の収容部１１と、アルカリ溶液を収容する小型容器１２（第二の収容部）と、小型容器１２を支持する支持部材１３と、支持部材１３を切断するカッター１４と、筒状の容器本体部１５の一方の開口を塞ぐ上蓋１７と、容器本体部１５の先端に設けられた吐出口１８と、吐出口１８を塞ぐキャップ１９とを備える。上蓋１７の内面には凹部１７ａが形成されており、凹部１７ａに小型容器１２の開口部１２ａが嵌合している。小型容器１２は、支持部材１３によって上蓋１７の凹部１７ａに押し付けられて、小型容器１２の開口部１２ａが封止された状態が維持されている。これにより、この状態ではセメント含有液とアルカリ溶液が混合しないようになっている。

支持部材１３は、樹脂製（例えば、ポリエチレン製）の部材からなる。図４（ｂ）に示すように、上蓋１７を回転させることによって、カッター１４で支持部材１３が切断される。支持部材１３が切断されると、小型容器１２が上蓋１７の凹部１７ａから外れ、アルカリ溶液とセメント含有液が混ざり合う。補修器具２０を振ることで、容器本体部１５内においてセメント含有液とアルカリ溶液が混合されてセメントスラリーが調製される。このとき、小型容器１２は容器本体部１５内において撹拌子の役割を果たす。

＜第三実施形態＞
図５は第三実施形態に係る補修器具を模式的に示す断面図である。図６は図５に示す補修器具３０の膜２３が破壊された状態を模式的に示す断面図である。補修器具３０は、第一の容器２１（第一の収容部）の先端部２１ａによって膜２３が破壊される点において補修器具１０と相違し、その他の構成（例えば、第一の収容部の容量等）は補修器具１０と同様であってよい。補修器具３０の構成について、補修器具１０と相違する点について主に説明する。

補修器具３０は、セメント含有液を収容する第一の容器２１と、アルカリ溶液を収容する第二の容器２２（第二の収容部）と、容器本体部２５内においてセメント含有液とアルカリ溶液を隔てる膜２３と、膜２３を破壊するための第一の容器２１の先端部２１ａと、第一の容器２１の外面２１ｆと第二の容器２２の内面２２ｆとをシールするパッキン２６と、第一の容器２１内に収容された撹拌子２７と、容器本体部２５に設けられた吐出口２８と、吐出口２８を塞ぐキャップ２９とを備える。なお、本実施形態においては、第一の容器２１と第二の容器２２とによって容器本体部２５が構成されている。

図５に示すように、第一の容器２１の先端部２１ａは斜めに形成されている。第一の容器２１が膜２３の方向に相対的に押し込まれることによって、先端部２１ａで膜２３が破壊される（図６参照）。膜２３が破壊されると、膜２３の破断部を通じて第二の容器２２内のアルカリ溶液が第一の容器２１に流れ込む。補修器具３０を振ることで、容器本体部２５内においてセメント含有液とアルカリ溶液が混合されてセメントスラリーが調製される。

撹拌子２７は容器本体部２５内に収容されている。撹拌子２７は容器本体部２５内において、その長手方向に移動する。容器本体部２５内に撹拌子２７があることで、セメント含有液とアルカリ溶液をより一層容易に且つ均一に混合することができる。撹拌子２７は環状（例えば、円環状又はＣ字状）である。撹拌子２７が環状であることで、撹拌子２７によって吐出口２８が閉塞されることを防止できる。すなわち、吐出口２８が第一の容器２１（筒状部材）の一端を封止している端面２８ａであってその中央部に形成されている場合、撹拌子２７がセメントスラリーの流れを阻害することを十分に抑制できる。

以上、本開示の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第一実施形態においてロッド部４ａによって膜３を破壊する場合、及び、第三実施形態において第一の容器２１の先端部２１ａによって膜２３を破壊する場合を例示したが、例えば、可とう性の容器本体部に対して外部から力を加えることで膜が破壊される構成であってもよい。例えば、容器本体部を押す、捻る、潰す、折るなどすることで膜が破壊されてもよい。また、第二実施形態において、カッター１４で支持部材１３を切断することによって小型容器１２を上蓋１７から分離させることによってセメント含有液とアルカリ溶液が混合する場合を例示したが、例えば、可とう性の容器本体部１５に対して外部から力を加えることで小型容器１２を上蓋１７から分離させたり、小型容器１２を破壊させたりしてもよい。

１，１１…第一の収容部、２…第二の収容部、３，２３…膜（隔離手段）、４…押し込み機構、４ａ…ロッド部、５，１５，２５…容器本体部、７，１７…上蓋、８，１８，２８…吐出口、１０，２０，３０…補修器具、１２…小型容器（第二の収容部）、１３…支持部材（隔離手段）、１４…カッター、１７ａ…凹部（隔離手段）、２１…第一の容器（第一の収容部）、２２…第二の容器（第二の収容部）、２７…撹拌子

Claims

容器本体部と、
前記容器本体部内に設けられており、セメント、水、無機酸及び増粘剤を含むセメント含有液を収容する第一の収容部と、
前記容器本体部内に設けられており、アルカリ溶液を収容する第二の収容部と、
前記第一の収容部内の前記セメント含有液と前記第二の収容部内の前記アルカリ溶液が混ざらないように隔離している隔離手段と、
前記セメント含有液と前記アルカリ溶液が隔離された状態が解除され、前記容器本体部内において前記セメント含有液と前記アルカリ溶液が混合されることによって調製されるセメントスラリーを吐出する吐出口と、
を備える、補修器具。
前記隔離手段は、前記セメント含有液と前記アルカリ溶液とを隔てる膜を含む、請求項１に記載の補修器具。
前記膜を破壊することによって前記セメント含有液と前記アルカリ溶液が隔離された状態を解除する機構を備える、請求項２に記載の補修器具。
前記容器本体部は可とう性を有する材質からなり、前記容器本体部の外部から力を加えることによって前記膜が破壊されるように構成されている、請求項２又は３に記載の補修器具。
前記第二の収容部は、前記容器本体部内において前記第一の収容部に囲われるように配置された小型容器を含み、
前記隔離手段は、前記小型容器の開口部を封止している、請求項１に記載の補修器具。
前記隔離手段は前記小型容器の前記開口部が嵌合する凹部を有する、請求項５に記載の補修器具。
前記隔離手段は前記小型容器の前記開口部が封止された状態を維持するための支持部材を有し、
前記小型容器が前記支持部材によって支持されている状態が解除され、前記容器本体部内において前記セメント含有液と前記アルカリ溶液が混合する、請求項５又は６に記載の補修器具。
前記セメント含有液の量を１００体積部とすると、前記アルカリ溶液の量は１〜４０体積部である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の補修器具。
前記セメント含有液の量は５〜１０００ｃｍ^３である、請求項５に記載の補修器具。
前記容器本体部が筒状部材と前記筒状部材の一端を封止している端面と含み且つ前記吐出口が前記端面の中央部に形成されており、
前記筒状部材の長手方向に移動する環状の撹拌子が前記容器本体部内に収容されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の補修器具。