JP2021091561A - コンクリート構造物の防食工法 - Google Patents

Abstract

【課題】施工工程が容易で耐久性の高いコンクリート構造物の防食工法を提供する。【解決手段】コンクリート構造物１０の表面に接合材料１１を塗布する第１のステップと、第１のステップにおいてコンクリート構造物１０に塗布された接合材料１１にコンクリート構造物１０表面の面内方向に延在する凹部１２を形成する第２のステップと、凹部１２が形成された接合材料１１に防食部材１３を配置する第３のステップと、を有することを特徴とするコンクリート構造物の防食工法に関する。【選択図】図３

Description

本発明は、施工工程が容易であり、空気溜りができにくいコンクリート構造物の防食工法に関する。

コンクリート構造物はその設置環境によっては有害な液体やガスに暴露することで急激に劣化することがある。特に下水道関連施設のコンクリート構造物は、汚水の腐敗によって生じる硫化水素に起因して発生する硫酸により、コンクリート構造物が急激に劣化する。

そのため、上記のようなコンクリート構造物の急激な劣化を防ぐため、例えば、特許文献１に記載されているような、既製コンクリート部材の下向き又は横向きの表面に、セメント質分質組成物を付着させると共に表面を平滑に仕上げ、該セメント質分質組成物の固化前に、板状の耐食部材を、裏面に植設されたアンカーを当該セメント質分質組成物に埋め込む形で、前記セメント質分質組成物の表面に押し付けて貼着する耐食ライニングの施工方法が開発されている。

特開平８-２６１３５７号公報

しかし、特許文献１に記載されている耐食ライニングの施工方法においては工程が煩雑であり、耐食部材とセメント質分質組成物との間に空隙が生じることによって接着安定性が低下し、防食性能の低下が生じる恐れがあることなどから、耐久性の面でも未だ改善の余地があった。

本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、施工工程が容易であり、耐久性の高いコンクリート構造物の防食工法を提供することにある。

上記課題を解決できた本発明のコンクリート構造物の防食工法とは、コンクリート構造物の表面に接合材料を塗布する第１のステップと、第１のステップにおいてコンクリート構造物に塗布された接合材料にコンクリート構造物表面の面内方向に延在する凹部を形成する第２のステップと、凹部が形成された接合材料に防食部材を配置する第３のステップと、を有することを特徴とするコンクリート構造物の防食工法である。本発明の防食工法は、接合材料にコンクリート構造物表面の面内方向に延在する凹部を設け、そこに防食部材を配置することで、防食部材とコンクリート構造物との間の空気が凹部を通って外に抜けやすく、防食部材とコンクリート構造物との間に空気溜りが形成されにくくすることができるもので、耐久性を向上させることができる。また、本発明の実施の形態に係るコンクリート構造物の防食工法は、例えば、防食部材を建築物の天井表面に配置するような場合であっても支保が必須ではなく、施工者が当該部材を接合材料に対向させて配置すればよいものである。さらに、防食部材を設置した後にアンカー固定を行わずしても防食部材がコンクリート構造物に固定されるものである。このため、施工工程が少なく、特殊機械や大型機材を用いることなく容易にコンクリート構造物の保護を行うことができる。

接合材料上に配置された防食部材を凹部の一端から他端に向かって圧着させる第４のステップを有することが好ましい。

防食部材を接合材料に圧着する際に防食部材は振動を発するバイブレータによって振動を与えられることが好ましい。

接合材料は非流動性の物質であることが好ましい。

凹部は、周方向に連続して延在する凸部を有するローラーによって形成されることが好ましい。

防食部材は、板状物と該板状物の一方面に設けられている突起物を有しており、第１のステップの後であり、且つ、第２のステップの前の接合材料の厚みが、突起物の板状物に垂直な方向の長さよりも大きいことが好ましい。

凹部は、接合材料を塗布したコンクリート構造物表面の一端から他端に向かって連続していることが好ましい。

本発明のコンクリート構造物の防食工法は、接合材料にコンクリート構造物表面の面内方向に延在する凹部を設け、その後に防食部材を配置することで、防食部材とコンクリート構造物との間の空気が凹部を通って外に抜けやすく、防食部材とコンクリート構造物との間に空気溜りが形成されにくくすることができるもので、工程が容易であり、耐久性も向上させることができるものである。

本発明の実施の形態に係るコンクリート構造物の防食工法を表す断面図である。ｘは横方向、ｙは縦方向、ｚは高さ方向を示す。 本発明の実施の形態に係るコンクリート構造物の防食工法を表す断面斜視図である。ｘは横方向、ｙは縦方向、ｚは高さ方向を示す。 本発明の実施の形態に係るコンクリート構造物の防食工法を表す断面斜視図である。ｘは横方向、ｙは縦方向、ｚは高さ方向を示す。 本発明の実施の形態に係るコンクリート構造物の防食工法を表す断面図である。ｘは横方向、ｙは縦方向、ｚは高さ方向を示す。 本発明の実施の形態に係るコンクリート構造物の防食工法に用いるローラーの上面図である。

以下、本発明の実施の形態に係るコンクリート構造物の防食工法に関して、図面を参照しつつ具体的に説明するが、本発明はもとより図示例に限定される訳ではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

図１から図４は、本発明の実施の形態に係るコンクリート構造物の防食工法を表す図である。図５は、本発明の実施の形態に係るコンクリート構造物の防食工法に用いるローラーの上面図である。

上記課題を解決できた本発明のコンクリート構造物の防食工法とは、コンクリート構造物１０の表面に接合材料１１を塗布する第１のステップと、第１のステップにおいてコンクリート構造物１０に塗布された接合材料１１にコンクリート構造物１０表面の面内方向に延在する凹部１２を形成する第２のステップと、凹部１２が形成された接合材料１１に防食部材１３を配置する第３のステップと、を有することを特徴とするコンクリート構造物の防食工法である。

図１は、本発明の実施の形態に係るコンクリート構造物の防食工法のうち第１のステップ後、第２のステップ前を表す断面図である。図２は、本発明の実施の形態に係るコンクリート構造物の防食工法のうち、第２のステップ後、第３のステップ前を表す断面斜視図である。図３は、本発明の実施の形態に係るコンクリート構造物の防食工法のうち第３のステップを行っている様子を表す断面斜視図である。図４は、本発明の実施の形態に係るコンクリート構造物の防食工法を施工したコンクリート構造物を表す断面図である。

コンクリートは主にセメント・砂・砂利・水などを混ぜて作られるもので、コンクリート構造物１０は、例えば、コンクリートを凝固させたものやコンクリートの中に鉄筋を配した状態で凝固させたものをいう。

防食部材１３は、少なくとも一部または全体が繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）やビニルエステル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの薬品に対して耐性を有する材料で形成されている部材であることが好ましい。なかでも、防食性能や強度の観点から、強化繊維を含んだＦＲＰが使用されていることが好ましく、強化繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、金属繊維、セラミックス繊維などを用いることができる。

接合材料１１は、コンクリート構造物１０と防食部材１３を接合する材料である。接合材料１１は、コンクリート構造物１０の表面に塗布されるもので、図１ではコンクリート構造物１０の下側の表面に接合材料１１が塗布される実施の形態を示しているが、コンクリート構造物１０の上側の表面、横面の表面のいずれの面に塗布されるものであってもよい。

凹部１２は図２で示すように、第１のステップにおいてコンクリート構造物１０に塗布された接合材料１１の中で周辺よりもコンクリート構造物１０からの垂直方向の厚みＬが短い部分を有する窪み部分のことをいう。凹部１２は図２で示すように、コンクリート構造物１０表面の面内方向に延在するように形成される。

図２で示すように、凹部１２がコンクリート構造物１０の面内方向に直線を描くように延在していてもよいし、その他、凹部１２がコンクリート構造物１０の面内方向に曲線を描くように延在していてもよいし、凹部１２がコンクリート構造物１０の面内方向に波形を描くように延在していてもよい。また、図２で示すようにコンクリート構造物１０の面内方向において複数の凹部１２は平行に並ぶように形成されていてもよい。また、図示はしないが、コンクリート構造物１０の面内方向において複数の凹部１２は放射線状や扇状に並ぶように形成されていてもよい。

コンクリート構造物１０からの垂直方向の凹部１２の深さＮは１ｍｍ以上であることが好ましく、２ｍｍ以上であることがより好ましく、３ｍｍ以上であることがさらに好ましい。コンクリート構造物１０からの垂直方向の凹部１２の深さＮは４０ｍｍ以下であることが好ましく、３０ｍｍ以下であることがより好ましく、２０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。凹部１２の深さＮは、一の凹部１２の垂直方向の深さの中で最も深い部分のことをいう。

コンクリート構造物１０の面内方向に複数の凹部１２が形成されていることが好ましく、複数の凹部１２が接合材料１１に存在するとき、隣り合う凹部１２の深さＮが同じ深さであることがより好ましく、全ての凹部１２の深さＮが同じ深さであることがさらに好ましい。ここでいう同じ深さとは、それぞれの凹部１２の深さＮを測定した後、複数の凹部１２の深さＮの標準偏差を求めたときの値が５ｍｍ以内であれば同じ深さであるというものとする。複数の凹部１２の深さＮが大きく異なる深さを有している場合、防食部材１３を配置した際に極端に深い凹部１２に存在する空気が抜けきらない可能性があるが、上記のようにすることで防食部材１３の押し込みムラができにくくなるため、防食部材１３を配置した際に凹部１２から空気が抜けきりやすく、空気溜りが形成されにくくすることができる。

防食部材１３の形状は特に限定されるものではないが、直方体状や板状のものであることが好ましい。防食部材１３が直方体状や板状である場合、接合材料１１に対向する面とは反対側の面が上記で示したような薬品に対して耐性を有する材料で構成されていることがより好ましく、接合材料１１に対向する面とは反対側の面がＦＲＰで構成されていることがさらに好ましい。

本発明のコンクリート構造物の防食工法は、接合材料１１に凹部１２を設け、そこに防食部材１３を配置することで、防食部材１３とコンクリート構造物１０との間の空気が凹部１２を通って外に抜けやすく、防食部材１３とコンクリート構造物１０との間に空気溜りが形成されにくくすることができるもので、接合部分の安定性を高めることができ、耐久性を向上させることができる。また、本発明の実施の形態に係るコンクリート構造物の防食工法は、防食部材１３を配置する際の支保が必須ではなく、施工者が当該部材を接合材料１１に対向させて配置すればよいものである。さらに、防食部材１３を設置した後にアンカー固定を行わずしても防食部材１３がコンクリート構造物１０に固定されるものである。このため、施工工程が少なく、容易にコンクリート構造物１０の保護を行うことができる。

防食部材１３は第３のステップを行うことによって凹部１２が形成された接合材料１１に配置されるが、防食部材１３が接合材料１１に配置された後に、防食部材１３は接合材料１１に押しつけられることが好ましい。防食部材１３が接合材料１１に押しつけられることで凹部１２から空気が抜けやすく、空気溜りが形成されにくくなる。

本発明のコンクリート構造物の防食工法は、接合材料１１上に配置された防食部材１３を凹部１２の一端から他端に向かって圧着させる第４のステップを有することが好ましい。例えば、図２及び図３のように、直線状の凹部１２が図面の手前から奥に向かって連続して存在しているような場合、図３の矢印Ａで示す方向のように、防食部材１３が凹部１２の一端から他端に向かって押し当てられながら圧着されることで、凹部１２は一端から他端に向かって順に押し潰される。このため、空気を凹部１２の一端から他端に向かって順に押し出すことができ、防食部材１３とコンクリート構造物１０との間においてより確実に空気溜りが形成されにくくすることができる。これによって耐久性をより高くすることができる。凹部１２が曲線状や波形である場合も同様の理由で、凹部１２の一端から他端に向かって圧着させることで上記と同様の効果を得ることができる。

防食部材１３を接合材料１１に圧着する際に防食部材１３は振動を発するバイブレータによって振動を与えられることが好ましい。

バイブレータは、連続または断続した一定の振動を生む機械のことをいうが、ここではコンクリートを締固める目的でコンクリートに振動を与える際に使用されるバイブレータを用いることが好ましい。

防食部材１３がバイブレータによって振動を受けることで接合材料１１にも振動が伝わるため、接合材料１１は比較的空隙の広い部分に押し込まれやすくなる。特に、防食部材１３を凹部１２の一端から他端に向かって圧着させる第４のステップを行う際にバイブレータによって振動を与えながら圧着することで、凹部１２は一端から他端に向かって順により確実に押し潰され、空気を凹部１２の一端から他端に向かって順に押し出すことができる。このため、バイブレータを使用して振動を与えながら防食部材１３を配置することで、防食部材１３とコンクリート構造物１０との間においてより確実に空気溜りが形成されにくくすることができる。

接合材料１１は非流動性の物質であることが好ましい。ここでいう非流動性の物質とは、外因的な力が加わらなければ流動することがなく、力が加わると流動する程度の硬さを有するものをいう。上記のような非流動性の物質を接合材料１１として使用することで、凹部１２を形成しやすくすることができる。また、防食部材１３が凹部１２を有する非流動性の物質に押し当てられる際には、凹部１２以外の盛り上がっている部分を押し潰しやすくすることができる。これによって、施工が容易になるうえ、容易に空気溜りの形成を防ぐことができる。

接合材料１１は、モルタルであることが好ましい。モルタルは、主にセメントと砂と水を混ぜて作られるもので、これらの材料の混合割合を変更することで容易に硬さを調節することができる。このため凹部１２の形成を行いやすい硬さにすることができる。また、接合材料１１として用いるモルタルは、チクソ性の高いものであると施工が容易になるためより好ましい。

モルタルは左官コテなどを用いてコンクリート構造物１０に塗布すればよく、その後、モルタルが硬化する前に凹部１２を形成し、防食部材１３を配置すればよい。モルタルが硬化した後はコンクリート構造物１０と防食部材１３は強固に接合された状態が保たれるため、強度を担保する点でもモルタルが接合材料１１として使用されることが好ましい。

凹部１２は、施工者が指を接合材料１１に押し当てて指で線を描くようにして形成されてもよいし、直径０．５ｃｍから２．０ｃｍほどの円柱状の棒を接合材料１１に押し当てるようにして形成されてもよいし、コテの端部を波型、三角または四角に加工したパターンコテなどを用いて形成されてもよいが、凹部１２は、周方向に連続して延在する凸部２１ａを有するローラー２によって形成されることが好ましい。

ローラー２は、図５で示すように、周方向に連続して延在する凸部２１ａを有するものであることが好ましく、凸部２１ａはローラー２の回転軸方向に複数存在していることがより好ましい。上記のような構成を有するローラー２を使用することで、１回の賦形作業で複数の凹部１２を形成することができる。

ローラー２は、周方向に対して垂直な方向に存在している複数の凸部２１ａが等間隔であることが好ましい。ただし、ここでいう等間隔とは、隣り合う凸部２１ａの先端同士を結ぶ最短距離Ｐの標準偏差を求めたときの値が５ｍｍよりも小さい値であるとき、等間隔であるというものとする。

コンクリート構造物１０に塗布した接合材料１１の表面上において、図５に示すような複数の凸部２１ａを有するローラー２を転がすことで、凹部１２の深さにばらつきができることがなく、防食部材１３の押し込みムラができにくいため、防食部材１３を配置した際に空気溜りが形成されにくくすることができる。また、ローラー２を使用することで、凹部１２を容易に、効率的に形成することができるため、施工にかかる時間や施工後の仕上がりが施工者の経験年数や習熟度に依存しにくくなる。

防食部材１３は、板状物１３ａと該板状物１３ａの一方面に設けられている突起物１３ｂを有しており、第１のステップの後であり、且つ、第２のステップの前の接合材料１１の厚みが、突起物１３ｂの板状物１３ａに垂直な方向の長さＭよりも大きいことが好ましい。

板状物１３ａは、防食部材１３のうち直方体状の形状をした板状の部分のことをいう。突起物１３ｂは、板状物１３ａの一方面に設けられている板状物１３ａから突出した部分のことをいう。突起物１３ｂの形状は、例えば図３及び図４に示すような直方体状のものであってもよいし半円状のものであってもよく、かえしの構造を有する形状であってもよい。他にも、二股の形状や、先端部分のみが肥大している形状の突起物１３ｂであってもよい。このような突起物１３ｂを有することで、接合材料１１と接触する表面積を大きくしたり、接合材料１１との引っかかりを持たせることができ、より強く固定することができる。

防食部材１３としては、上記のような構成の突起物１３ｂを有するものを使用することができるが、実用新案登録第２５９４０６５号に示されているコンクリート用防食板のように、立体編み物の片面に、立体編み物の間隙が残存するように、ＦＲＰ層からなる合成樹脂層を設けたものを使用することがより好ましい。実用新案登録第２５９４０６５号に示されているコンクリート用防食板を防食部材１３として使用することで、該実用新案の図２に示されているような六角柱状の突起物が網目状に存在することで、接合材料１１と接触する表面積をより大きくしたり、引っかかりを持たせることができ、より強固に固定することができる。

さらに、第１のステップの後であり、且つ、第２のステップの前の接合材料１１の厚みＬが、突起物１３ｂの板状物１３ａに垂直な方向の長さＭよりも大きいと、接合材料１１にある程度の厚みがあるため、コンクリート構造物１０と防食部材１３の間で隙間ができにくい。また、凹部１２を形成しやすく、防食部材１３を配置する際にも余分の接合材料１１が空隙のある部分に順に押し込まれることができるため、空気を外に逃がしやすくすることができる。

第１のステップの後であり、且つ、第２のステップの前の接合材料１１の厚みＬは、１ｍｍ以上であることが好ましく、２ｍｍ以上であることがより好ましく、３ｍｍ以上であることがさらに好ましい。第１のステップの後であり、且つ、第２のステップの前の接合材料１１の厚みＬは、５０ｍｍ以下であることが好ましく、４０ｍｍ以下であることがより好ましく、３０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。ここでいう第１のステップの後であり、且つ、第２のステップの前の接合材料１１の厚みＬとは接合材料１１が有するコンクリート構造物１０に対して垂直方向の厚みのことで、当該厚みの中で最も長い部分と最も短い部分の平均を接合材料１１の厚みＬとする。

突起物１３ｂの板状物１３ａに垂直な方向の長さＭは、１ｍｍ以上であることが好ましく、２ｍｍ以上であることがより好ましく、３ｍｍ以上であることがさらに好ましい。突起物１３ｂの板状物１３ａに垂直な方向の長さＭは、３０ｍｍ以下であることが好ましく、２０ｍｍ以下であることがより好ましく、１０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。ここでいう突起物１３ｂの板状物１３ａに垂直な方向の長さＭとは、突起物１３ｂの有する板状物１３ａに垂直な方向の長さの中で最も長いものをいう。

凹部１２は、接合材料１１を塗布したコンクリート構造物１０表面の一端から他端に向かって連続していることが好ましい。図２に示すように、凹部１２がコンクリート構造物１０の図面に向かって手前側の一端から奥側の他端に向かって連続していると、防食部材１３とコンクリート構造物１０との間に存在する接合材料１１に存在する空気が凹部１２を通って外に抜けやすく、防食部材１３とコンクリート構造物１０との間に空気溜りが形成されにくくすることができる。

第３のステップの後、または、第４のステップの後に隣り合う複数の防食部材１３同士の目地部分に目地材を配置することが好ましい。目地材としては例えば、シリコーン系シーリング材、ウレタン系シーリング材、アクリル系シーリング材などから適宜選択すればよいが、耐久性の観点からシリコーン系シーリング材を使用することが好ましい。また、目地部分において上記のようなシーリング材を配置した後に板状のジョイントカバーを配置し、目地の部分をジョイントカバーで覆うことでさらに保護するものとしてもよい。上記のようにシーリング材を配置した後に板状のジョイントカバーを配置することで、シーリング材によってジョイントカバーが防食部材１３と接着されるため、ジョイントカバーを接着するための施工工程が少なく済むうえ、目地部分の耐久性を向上させることができるものとなり、コンクリート構造物１０の耐久性をより高いものにすることができる。ジョイントカバーは、防食部材１３の説明で示したような材料で形成されることができる。ジョイントカバーの形状は、短辺が３０ｍｍ〜１００ｍｍ、長辺が５００ｍｍ〜３０００ｍｍ、厚さが０．５ｍｍ〜１０ｍｍの直方体状であることが好ましく、短辺５０ｍｍ、長辺１８００ｍｍ、厚さ２ｍｍの直方体状のＦＲＰ製の板であることがより好ましい。ジョイントカバーが目地部分に配置される際は、該目地とジョイントカバーの長辺が平行になることが好ましい。ここでいう目地とジョイントカバーの長辺が平行とは、実質的な平行の±１０°以内を意味するものとする。

従来の方法でコンクリート構造物にモルタルを塗布してから防食部材を貼る施工を行うと、防食部材とコンクリート構造物との間に空気溜りが形成されやすく、防食部材を設置した後で浮きを抑制するための処理が別途必要であった。しかし、本発明の実施の形態に係るコンクリート構造物の防食工法を実施すれば、コンクリート構造物１０と防食部材１３の間に存在する接合材料１１に空気溜りが形成されにくくなるため、上記のような防食部材１３を設置した後の浮き抑制のための処理を行う必要もないため、施工者の負担を減らすことができる。

以上の通り、本発明のコンクリート構造物の防食工法は、接合材料に凹部を設け、そこに防食部材を配置することで、防食部材とコンクリート構造物との間の空気が凹部を通って外に抜けやすく、防食部材とコンクリート構造物との間に空気溜りが形成されにくくすることができるもので、工程が容易であり、耐久性も向上させることができるものである。

１： コンクリート構造物の防食工法を施工したコンクリート構造物
２： ローラー
１０： コンクリート構造物
１１： 接合材料
１２： 凹部
１３： 防食部材
１３ａ：板状物
１３ｂ：突起物
２０： 持ち手
２１： 本体部
２１ａ：凸部

Claims (7)

1. コンクリート構造物の表面に接合材料を塗布する第１のステップと、
   第１のステップにおいてコンクリート構造物に塗布された接合材料にコンクリート構造物表面の面内方向に延在する凹部を形成する第２のステップと、
   凹部が形成された接合材料に防食部材を配置する第３のステップと、を有することを特徴とするコンクリート構造物の防食工法。
2. 接合材料上に配置された前記防食部材を前記凹部の一端から他端に向かって圧着させる第４のステップを有する請求項１に記載のコンクリート構造物の防食工法。
3. 防食部材を接合材料に圧着する際に前記防食部材は振動を発するバイブレータによって振動を与えられる請求項２に記載のコンクリート構造物の防食工法。
4. 前記接合材料は非流動性の物質である請求項１〜３のいずれか一項に記載のコンクリート構造物の防食工法。
5. 前記凹部は、周方向に連続して延在する凸部を有するローラーによって形成される請求項１〜４のいずれか一項に記載のコンクリート構造物の防食工法。
6. 前記防食部材は、板状物と該板状物の一方面に設けられている突起物を有しており、
   前記第１のステップの後であり、且つ、前記第２のステップの前の接合材料の厚みが、前記突起物の板状物に垂直な方向の長さよりも大きい請求項１〜５のいずれか一項に記載のコンクリート構造物の防食工法。
7. 前記凹部は、接合材料を塗布した前記コンクリート構造物表面の一端から他端に向かって連続している請求項１〜６のいずれか一項に記載のコンクリート構造物の防食工法。

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