JP2021156024A - Precast concrete panel having self healing performance for crack - Google Patents
Precast concrete panel having self healing performance for crack Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021156024A JP2021156024A JP2020057831A JP2020057831A JP2021156024A JP 2021156024 A JP2021156024 A JP 2021156024A JP 2020057831 A JP2020057831 A JP 2020057831A JP 2020057831 A JP2020057831 A JP 2020057831A JP 2021156024 A JP2021156024 A JP 2021156024A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- precast concrete
- concrete
- panel
- bacteria
- concrete panel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011178 precast concrete Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 230000035876 healing Effects 0.000 title 1
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 93
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 72
- 230000008439 repair process Effects 0.000 claims abstract description 60
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims abstract description 42
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 12
- 238000011835 investigation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 26
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 25
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 25
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 24
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 23
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 20
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 14
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 10
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 9
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 9
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 9
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 9
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 9
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 9
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 7
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 7
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 7
- 229960005069 calcium Drugs 0.000 description 7
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 7
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 6
- IMQLKJBTEOYOSI-GPIVLXJGSA-N Inositol-hexakisphosphate Chemical compound OP(O)(=O)O[C@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](OP(O)(O)=O)[C@H](OP(O)(O)=O)[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H]1OP(O)(O)=O IMQLKJBTEOYOSI-GPIVLXJGSA-N 0.000 description 6
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 6
- MKJXYGKVIBWPFZ-UHFFFAOYSA-L calcium lactate Chemical compound [Ca+2].CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O MKJXYGKVIBWPFZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 235000011086 calcium lactate Nutrition 0.000 description 6
- 239000001527 calcium lactate Substances 0.000 description 6
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 6
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 6
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 6
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 6
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 6
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 6
- 150000002306 glutamic acid derivatives Chemical class 0.000 description 6
- 235000002949 phytic acid Nutrition 0.000 description 6
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 6
- CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L Calcium formate Chemical compound [Ca+2].[O-]C=O.[O-]C=O CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 210000004666 bacterial spore Anatomy 0.000 description 5
- 235000019255 calcium formate Nutrition 0.000 description 5
- 239000004281 calcium formate Substances 0.000 description 5
- 229940044172 calcium formate Drugs 0.000 description 5
- 239000004227 calcium gluconate Substances 0.000 description 5
- 229960004494 calcium gluconate Drugs 0.000 description 5
- 235000013927 calcium gluconate Nutrition 0.000 description 5
- 229960002401 calcium lactate Drugs 0.000 description 5
- NEEHYRZPVYRGPP-UHFFFAOYSA-L calcium;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanoate Chemical compound [Ca+2].OCC(O)C(O)C(O)C(O)C([O-])=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C([O-])=O NEEHYRZPVYRGPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 5
- 150000004675 formic acid derivatives Chemical class 0.000 description 5
- 150000003893 lactate salts Chemical class 0.000 description 5
- 150000002688 maleic acid derivatives Chemical class 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 5
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 5
- 241000193804 Planococcus <bacterium> Species 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L calcium acetate Chemical compound [Ca+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O VSGNNIFQASZAOI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 235000011092 calcium acetate Nutrition 0.000 description 4
- 239000001639 calcium acetate Substances 0.000 description 4
- 229960005147 calcium acetate Drugs 0.000 description 4
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 4
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 4
- 229940077731 carbohydrate nutrients Drugs 0.000 description 4
- AIUDWMLXCFRVDR-UHFFFAOYSA-N dimethyl 2-(3-ethyl-3-methylpentyl)propanedioate Chemical class CCC(C)(CC)CCC(C(=O)OC)C(=O)OC AIUDWMLXCFRVDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 4
- 229940066779 peptones Drugs 0.000 description 4
- -1 phosphorus compound Chemical class 0.000 description 4
- 150000004728 pyruvic acid derivatives Chemical class 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 3
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 241001148470 aerobic bacillus Species 0.000 description 3
- 229910052586 apatite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229940009098 aspartate Drugs 0.000 description 3
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 3
- 229930195712 glutamate Natural products 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D pentacalcium;fluoride;triphosphate Chemical compound [F-].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O VSIIXMUUUJUKCM-UHFFFAOYSA-D 0.000 description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 241001148471 unidentified anaerobic bacterium Species 0.000 description 3
- OZJPLYNZGCXSJM-UHFFFAOYSA-N 5-valerolactone Chemical compound O=C1CCCCO1 OZJPLYNZGCXSJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M Pyruvate Chemical compound CC(=O)C([O-])=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 2
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- JJTUDXZGHPGLLC-UHFFFAOYSA-N lactide Chemical compound CC1OC(=O)C(C)OC1=O JJTUDXZGHPGLLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 235000008113 selfheal Nutrition 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 239000002700 tablet coating Substances 0.000 description 2
- 238000009492 tablet coating Methods 0.000 description 2
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 2
- RKDVKSZUMVYZHH-UHFFFAOYSA-N 1,4-dioxane-2,5-dione Chemical compound O=C1COC(=O)CO1 RKDVKSZUMVYZHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWYVGKFDLWWQJX-UHFFFAOYSA-N 1-ethenylazepan-2-one Chemical compound C=CN1CCCCCC1=O JWYVGKFDLWWQJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JJTUDXZGHPGLLC-IMJSIDKUSA-N 4511-42-6 Chemical compound C[C@@H]1OC(=O)[C@H](C)OC1=O JJTUDXZGHPGLLC-IMJSIDKUSA-N 0.000 description 1
- DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N Asparagine Natural products OC(=O)C(N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010003497 Asphyxia Diseases 0.000 description 1
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 1
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M Formate Chemical compound [O-]C=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N L-asparagine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 241000186547 Sporosarcina Species 0.000 description 1
- 229920002978 Vinylon Polymers 0.000 description 1
- UPRXYEYFWUUHHL-UHFFFAOYSA-N acetyl 4-[6-(4-acetyloxycarbonylphenoxy)hexoxy]benzoate Chemical compound C1=CC(C(=O)OC(=O)C)=CC=C1OCCCCCCOC1=CC=C(C(=O)OC(C)=O)C=C1 UPRXYEYFWUUHHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 229960001230 asparagine Drugs 0.000 description 1
- 235000009582 asparagine Nutrition 0.000 description 1
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-L aspartate group Chemical class N[C@@H](CC(=O)[O-])C(=O)[O-] CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-L 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000001465 calcium Nutrition 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940041131 calcium lactate gluconate Drugs 0.000 description 1
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000007884 disintegrant Substances 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229940044170 formate Drugs 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000002062 proliferating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000009420 retrofitting Methods 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical compound O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Aftertreatments Of Artificial And Natural Stones (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
本発明は、バクテリアの代謝活動によるひび割れの自己治癒能力を備えたプレキャストコンクリートパネルに関する。 The present invention relates to a precast concrete panel having the ability to self-heal cracks due to the metabolic activity of bacteria.
従来より、海洋・河川構造物の耐震補強工事などにおいて、工期短縮、省力化等を目的として、プレキャストコンクリートパネルからなる型枠内に、現場打ちコンクリートを打設し、硬化後も現場打ちコンクリートと一体化したプレキャストコンクリートパネルをその表面に残置して構造物を構築するハーフプレキャスト工法が知られている。 Conventionally, cast-in-place concrete has been placed in a formwork made of precast concrete panels for the purpose of shortening the construction period and saving labor in seismic reinforcement work of marine and river structures. A half precast method is known in which an integrated precast concrete panel is left on the surface to construct a structure.
このようなハーフプレキャスト工法による構造物では、施工後、プレキャストコンクリートパネルの表面にひび割れが生じる場合があった。その主な原因としては、(1)現場打ちコンクリートの硬化時の発熱による温度上昇と、プレキャストコンクリートパネルとの温度差に起因するひび割れ、(2)プレキャストコンクリートパネルの乾燥収縮や冬場の温度低下による体積変化に起因するひび割れ、(3)現場打ちコンクリートの体積変化の影響に起因するひび割れ、の３点が挙げられる。 In such a structure by the half precast method, cracks may occur on the surface of the precast concrete panel after the construction. The main causes are (1) temperature rise due to heat generation during hardening of cast-in-place concrete and cracks due to temperature difference with precast concrete panel, and (2) drying shrinkage of precast concrete panel and temperature drop in winter. There are three points: cracks caused by volume changes and (3) cracks caused by the effects of volume changes in cast-in-place concrete.
このような構造物において、表面にひび割れが生じると、外観が悪化するとともに、ひび割れ部分からコンクリート内部に浸水し、埋設された鉄筋を腐食させ構造物の耐久性や強度を低下させるおそれがあるため、コンクリート構造物のひび割れに対しては各種の補修が成されていた。 If cracks occur on the surface of such a structure, the appearance may deteriorate, and the cracked portion may infiltrate the inside of the concrete, corrode the buried reinforcing bars, and reduce the durability and strength of the structure. , Various repairs were made for cracks in concrete structures.
ひび割れの補修方法としては、ひび割れに樹脂系またはセメント系の材料を注入する注入工法、ひび割れに沿ってコンクリートの表面をＵ字型にカットし、その部分に補修材を充填する充填工法、微細なひび割れの上に塗膜を形成する被覆工法、噴霧器、ローラー、ハケ等によりコンクリートの表面に補修材を塗布・含浸させる表面含浸工法等が知られている。 As a method for repairing cracks, an injection method in which a resin-based or cement-based material is injected into the cracks, a filling method in which the concrete surface is cut into a U shape along the cracks and the repair material is filled in the cracks, and fine A coating method for forming a coating film on cracks, a surface impregnation method for applying and impregnating a repair material on the surface of concrete by a sprayer, a roller, a brush, or the like are known.
また、下記特許文献１には、コンクリート構造物のひび割れ発生箇所に塗布されて含浸される低粘度の下地材と、この下地材の上から塗布される高粘度の接着材と、この接着剤を介して接着される繊維シートとを含んで構成される補修方法が開示されている。更に、下記特許文献２には、コンクリート構造物の水中部のひび割れ補修方法として、弾性材料からなるシート材をひび割れのある水中部の表面に前記ひび割れを覆うように固定し、前記シート材の注入部を通して水中不分離性の充填材料を注入する補修方法が開示されている。
Further, in
一方、コンクリート構造物のひび割れ点検方法としては、調査員の目視による目視検査や、ハンマー打撃による打音検査が一般的であり、水中部については、潜水士による目視調査や、水中でのリバウンドハンマーや超音波試験機を用いた調査が行われていた。 On the other hand, as a method for inspecting cracks in concrete structures, a visual inspection by an investigator and a tapping sound inspection by hitting a hammer are common. For the underwater part, a visual inspection by a diver and a rebound hammer in water And an ultrasonic tester was used for the investigation.
このように、従来の補修工法では、施工後にコンクリート構造物を調査・診断し、ひび割れ箇所を補修・補強する作業に多大なコストと手間がかかっていた。特に、水中部のひび割れの調査は、潜水での作業になるため、大きな手間がかかり、発見することすら困難な場合が多かった。そして、発生したひび割れが補修されずに放置されることによって、コンクリート構造物の耐久性が低下する問題が深刻化していた。 As described above, in the conventional repair method, a great deal of cost and labor is required for the work of investigating and diagnosing the concrete structure after construction and repairing and reinforcing the cracked portion. In particular, the investigation of cracks in the underwater part requires a great deal of time and effort because it is a diving operation, and it is often difficult to even find it. Then, the problem that the durability of the concrete structure is lowered is aggravated because the generated cracks are left unrepaired.
そこで本発明の主たる課題は、現場打ちコンクリートと一体化して表面に残置されるプレキャストコンクリートパネルにおいて、耐久性を向上させるとともに、ひび割れの調査及び補修にかかる費用を大幅に低減することにある。 Therefore, a main object of the present invention is to improve the durability of the precast concrete panel that is integrated with the cast-in-place concrete and is left on the surface, and to significantly reduce the cost for investigating and repairing cracks.
上記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、現場打ちコンクリートと一体化して表面に残置されるプレキャストコンクリートパネルであって、
前記プレキャストコンクリートパネルに、バクテリアの代謝活動を利用したコンクリートのひび割れ補修材が含まれていることを特徴とするひび割れの自己治癒性能を有するプレキャストコンクリートパネルが提供される。
In order to solve the above problems, the present invention according to
Provided is a precast concrete panel having a crack self-healing performance, which comprises a concrete crack repair material utilizing a metabolic activity of bacteria.
上記請求項１記載の発明では、現場打ちコンクリートと一体化して表面に残置されることによってコンクリート構造物の表面層を構成する前記プレキャストコンクリートパネルに、バクテリアの代謝活動を利用したコンクリートのひび割れ補修材が含まれているため、プレキャストコンクリートパネルにひび割れが生じても、このプレキャストコンクリートパネルに含まれる前記補修材のバクテリアの代謝活動によって、ひび割れが自然と閉塞（自己治癒）するようになる。このように、構造物の表面を構成するプレキャストコンクリートパネルのひび割れが自己治癒するため、プレキャストコンクリートパネルによって外部からの水の浸入が完全に遮断され、プレキャストコンクリートパネルの内側に打設された現場打ちコンクリートまで水が浸入しなくなる結果、現場打ちコンクリートに配置された鉄筋の腐食が防止でき、コンクリート構造物の耐久性が向上するとともに、ひび割れの調査及び補修にかかる費用が大幅に低減できるようになる。
In the invention according to
請求項２に係る本発明として、前記補修材の配合量が、２．５〜７．５kg／m3である請求項１記載のひび割れの自己治癒性能を有するプレキャストコンクリートパネルが提供される。
The present invention according to
上記請求項２記載の発明では、プレキャストコンクリートパネルにおけるひび割れの自己治癒能力が確実に発揮できるように、バクテリアを含む前記補修材の配合量を所定の範囲にしている。
In the invention according to
請求項３に係る本発明として、前記プレキャストコンクリートパネルに、短繊維が混入されている請求項１、２いずれかに記載のひび割れの自己治癒性能を有するプレキャストコンクリートパネルが提供される。
According to the third aspect of the present invention, there is provided a precast concrete panel having a crack self-healing performance according to any one of
上記請求項３記載の発明では、ひび割れの自己治癒効率を高めるため、前記プレキャストコンクリートパネルに短繊維を混入している。 In the invention according to claim 3, short fibers are mixed in the precast concrete panel in order to enhance the self-healing efficiency of cracks.
請求項４に係る本発明として、前記プレキャストコンクリートパネルは、前記現場打ちコンクリートとの接合面に凹凸加工が施されている請求項１〜３いずれかに記載のひび割れの自己治癒性能を有するプレキャストコンクリートパネルが提供される。
According to the fourth aspect of the present invention, the precast concrete panel has a crack self-healing performance according to any one of
上記請求項４記載の発明では、プレキャストコンクリートパネルと現場打ちコンクリートとの付着性能を高めるため、プレキャストコンクリートパネルの現場打ちコンクリートとの接合面に凹凸加工を施している。 In the invention according to claim 4, in order to improve the adhesion performance between the precast concrete panel and the cast-in-place concrete, the joint surface of the precast concrete panel with the cast-in-place concrete is subjected to uneven processing.
以上詳説のとおり本発明によれば、現場打ちコンクリートと一体化して表面に残置されるプレキャストコンクリートパネルにおいて、前記プレキャストコンクリートパネルの耐久性が向上するとともに、ひび割れの調査及び補修にかかる費用が大幅に低減できるようになる。 As described in detail above, according to the present invention, in a precast concrete panel that is integrated with cast-in-place concrete and left on the surface, the durability of the precast concrete panel is improved, and the cost for investigating and repairing cracks is significantly increased. It will be possible to reduce it.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明に係るプレキャストコンクリートパネル１（以下、「PCaパネル１」という。）は、図１に示されるように、現場打ちコンクリート１０と一体化してコンクリート構造物の表面に残置されるものである。このPCaパネル１には、図１に示されるように、バクテリアの代謝活動を利用したコンクリートのひび割れ補修材２が含まれている。前記補修材２は、PCaパネル１のみに含有され、現場打ちコンクリート１０には含まれていない。これにより、高価な補修材２の使用量が少なくて済み、施工コストの削減を図ることができる。
As shown in FIG. 1, the precast concrete panel 1 (hereinafter referred to as “
前記PCaパネル１は、工場で製造されたコンクリート製またはモルタル製の部材であり、必要に応じて内部に鉄筋などの鋼材を配置することができる。断面形状は、板状、矩形中空状（口形状）、Ｕ形状、Ｗ形状など、公知の形状を制限なく用いることができる。
The PCa
前記現場打ちコンクリート１０は、コンクリート構造物の施工現場で、前記PCaパネル１によって枠組みされた型枠内に打設され、硬化させたものであり、コンクリート構造物の設計上の強度を確保するため、内部に鉄筋１１やＨ鋼などの鋼材が配置されている。
The cast-in-
前記PCaパネル１を用いたコンクリート構造物の施工手順は、図２に示されるように、(A)PCaパネル１を設置し、(B)前記PCaパネル１で枠組みされた型枠内に現場打ちコンクリート１０を打設してコンクリート構造物を構築する。その後、数ヶ月〜数年経過すると、上述した種々の要因により、同図２(C)に示されるように、PCaパネル１の表面にひび割れが生じることがある。
As shown in FIG. 2, the procedure for constructing a concrete structure using the
本発明では、コンクリート構造物の表面を構成するPCaパネル１に、バクテリアの代謝活動を利用したコンクリートのひび割れ補修材２を含有させることによって、PCaパネル１にひび割れが生じても、このPCaパネル１に含まれる補修材２のバクテリアの代謝活動によって、ひび割れが自然と閉塞（自己治癒）するようになっている。このように、コンクリート構造物の表面を構成するPCaパネル１のひび割れが自己治癒するため、表面のPCaパネル１によって外部からの水の浸入が完全に遮断され、PCaパネル１の内側に打設された現場打ちコンクリート１０まで水が浸入しなくなる結果、現場打ちコンクリート１０に配置された鉄筋１１の腐食が防止でき、コンクリート構造物の耐久性が向上するとともに、ひび割れの調査及び補修にかかる費用が大幅に低減できるようになる。
In the present invention, the
〔補修材の基本的構成〕
前記補修材は、PCaパネル１の製造時に添加される。前記補修材としては、特表2013-523590号公報に記載されたものを用いるのが好適である。この補修材について、同公報の明細書の記載を一部抜粋しながら以下に説明する。
[Basic composition of repair materials]
The repair material is added at the time of manufacturing the
同公報に開示された発明は、その第一の態様において、セメント出発材料及び粒子状補修材を混合してセメント系材料を用意するステップを含む、セメント系材料を作製するための方法であって、補修材が被覆粒子を含み、前記被覆粒子が、細菌材料（バクテリア）及び添加剤を含み、前記細菌材料が、細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子からなる群から選択される方法を提供する。 The invention disclosed in the same gazette is a method for producing a cement-based material, which comprises, in a first aspect thereof, a step of mixing a cement starting material and a particulate repair material to prepare a cement-based material. Provided is a method in which the repair material comprises coated particles, the coated particles contain a bacterial material (bacteria) and an additive, and the bacterial material is selected from the group consisting of bacteria, lyophilized bacteria and bacterial spores.
被覆は、セメント系ベースの材料を作製するための方法において粒子を保護することができるが、セメント系ベースの建築物においてひび割れが生じると（硬化において）、粒子も破損／ひび割れる。このようにして、補修材が放出され、ひび割れを少なくとも部分的に修復することができる。 The coating can protect the particles in the method for making cement-based materials, but when cracks occur in cement-based buildings (in hardening), the particles also break / crack. In this way, the repair material is released and the cracks can be repaired at least partially.
コンクリート又は他のセメントベースの材料に取り込まれた補修材は、水によって活性化されると、材料に形成されたひび割れの自発的修理を行うことができる。この薬剤は、細菌材料及び好ましくは添加剤を含む。細菌は、特に、乾燥（粉末）形態で提供され、特に、凍結乾燥した増殖性細胞であっても、乾燥した細菌胞子であってもよい。従って、細菌材料は、細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子からなる群から選択される。 Repair materials incorporated into concrete or other cement-based materials can be activated by water to voluntarily repair cracks formed in the material. The agent comprises a bacterial material and preferably an additive. Bacteria are provided in particular in dry (powder) form and may be in particular lyophilized proliferative cells or dried bacterial spores. Therefore, the bacterial material is selected from the group consisting of bacteria, lyophilized bacteria and bacterial spores.
用語「細菌材料」は、細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子のうち２種以上の組み合わせ等、細菌材料の組み合わせも意味し得る。或いは又はさらに、用語「細菌材料」は、プラノコッカス（Planococcus）、バチルス（Bacillus）及びスポロサルシナ（Sporosarcina）のうち２種以上等、異なる種類の細菌の組み合わせ、或いは、嫌気性細菌及び好気性細菌の組み合わせ等も意味し得る。 The term "bacterial material" can also mean a combination of bacterial materials, such as a combination of two or more of bacteria, lyophilized bacteria and bacterial spores. Alternatively, or in addition, the term "bacterial material" refers to a combination of different types of bacteria, such as two or more of Planococcus, Bacillus and Sporosarcina, or of anaerobic and aerobic bacteria. Combinations and the like can also be meant.
さらに、補修材は添加剤を含む。添加剤は、アルカリ性環境において活性細菌により、炭酸カルシウム又はリン酸カルシウム等、生体鉱物へと代謝性転換され得る１又は２以上の有機及び／又はカルシウム含有化合物を含むことができる。有機及び／又はカルシウム含有化合物は、アルカリ性環境における細菌による代謝性転換後に、炭酸カルシウムベースの鉱物（方解石、アラゴナイト、バテライト等）及び／又はリン酸カルシウムベースの鉱物（例えば、アパタイト）等、実質的に水に不溶の沈殿物を形成するリン酸及び／又は炭酸イオン並びにカルシウムイオンを生成する。有機及び／又はカルシウム含有化合物の例として、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム等の有機カルシウム塩、炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖、ピルビン酸塩及びフィチン酸塩等の有機リン酸含有化合物が挙げられる。カルシウムベースの前駆体は、本明細書において、「生体鉱物前駆体」又は「カルシウム生体鉱物前駆体」としても表示されている。 In addition, the repair material contains additives. Additives can include one or more organic and / or calcium-containing compounds that can be metaphorically converted to biominerals such as calcium carbonate or calcium phosphate by active bacteria in an alkaline environment. Organic and / or calcium-containing compounds are substantially water, such as calcium carbonate-based minerals (calcite, aragonite, vaterite, etc.) and / or calcium phosphate-based minerals (eg, apatite), after metabolic conversion by bacteria in an alkaline environment. Produces phosphate and / or carbonate ions and calcium ions that form insoluble precipitates in. Examples of organic and / or calcium-containing compounds include organic calcium salts such as calcium formate, calcium acetate, calcium lactate, calcium gluconate, carbohydrates, fatty acids, amino acids, lactates, maleates, formates, sugars, pyruvates. And organic phosphate-containing compounds such as phytate. Calcium-based precursors are also referred to herein as "biomineral precursors" or "calcium biomineral precursors."
さらにまた別の一実施形態において、添加剤は、酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩、グルタミン酸塩及び微量元素からなる群から選択される等、細菌増殖因子を含む。好ましくは、細菌増殖因子は、微量元素並びに酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩及びグルタミン酸塩からなる群から選択される１又は２以上を含む。微量元素は、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｂ、Ｐ及びＭｏを含む群から選択される１又は２以上の元素を特に含む。 In yet another embodiment, the additive comprises a bacterial growth factor, such as selected from the group consisting of yeast extract, peptone, aspartate, glutamate and trace elements. Preferably, the bacterial growth factor comprises a trace element and one or more selected from the group consisting of yeast extract, peptone, aspartate and glutamate. Trace elements particularly include one or more elements selected from the group containing Zn, Co, Cu, Fe, Mn, Ni, B, P and Mo.
特に、添加剤は、有機化合物からなる群から選択され、好ましくは、酵母エキス、ペプトン、炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、グルタミン酸塩、アスパラギン酸塩、グルタミン酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖及びピルビン酸塩からなる群から選択される１又は２以上の化合物を含むことができる。 In particular, the additive is selected from the group consisting of organic compounds, preferably yeast extracts, peptones, carbohydrates, fatty acids, amino acids, lactates, glutamates, asparagitates, glutamates, maleates, formates, sugars. And one or more compounds selected from the group consisting of pyruvate.
従って、好ましい一実施形態において、添加剤は、（１）ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖、ピルビン酸塩及びフィチン酸塩からなる群から選択される１又は２以上の化合物と、（２）好ましくは、酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩、グルタミン酸塩及び微量元素からなる群から選択される細菌増殖因子とを含む。好ましくは、添加剤は、カルシウム化合物及び有機化合物（炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖及びピルビン酸塩等）と共に、微量元素並びに酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩及びグルタミン酸塩のうち１又は２以上を含む。有機化合物の代わりに、或いはそれに加えて、添加剤は、フィチン酸塩も含む。特に好ましい一実施形態において、添加剤は、（ａ）カルシウム化合物と、（ｂ）有機化合物及びリン化合物（フィチン酸塩等）のうち１又は２以上と、（ｃ）微量元素と、（ｄ）酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩及びグルタミン酸塩のうち１又は２以上とを含む。 Therefore, in a preferred embodiment, the additives are: (1) calcium formate, calcium acetate, calcium lactate, calcium gluconate, carbohydrates, fatty acids, amino acids, lactates, maleates, formates, sugars, pyruvates and One or more compounds selected from the group consisting of phytates and (2) a bacterial growth factor preferably selected from the group consisting of yeast extracts, peptones, aspartates, glutamates and trace elements. include. Preferably, the additives, along with calcium and organic compounds (carbohydrates, fatty acids, amino acids, lactates, maleates, formates, sugars and pyruvates, etc.), as well as trace elements and yeast extracts, peptones, asparagitates and Contains one or more of glutamates. In place of or in addition to the organic compounds, the additives also include phytate. In one particularly preferred embodiment, the additives are (a) a calcium compound, (b) one or more of an organic compound and a phosphorus compound (such as phytate), (c) trace elements, and (d). Contains one or more of yeast extract, peptone, aspartate and glutamate.
従って、一実施形態において、細菌は、アルカリ性培地においてリン酸塩又は炭酸塩沈殿物（アパタイトのような炭酸カルシウム又はリン酸カルシウムベースの鉱物等）を生成できる細菌からなる群から選択される。さらに、一実施形態において、添加剤は、カルシウム化合物、特に、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム及びグルコン酸カルシウムを含む群から選択される１又は２以上を含む。 Thus, in one embodiment, the bacterium is selected from the group consisting of bacteria capable of producing phosphate or carbonate precipitates (such as calcium carbonate or calcium phosphate-based minerals such as apatite) in an alkaline medium. Further, in one embodiment, the additive comprises one or more selected from the group comprising calcium compounds, in particular calcium formate, calcium acetate, calcium lactate and calcium gluconate.
一実施形態において、細菌は、好気性細菌からなる群から選択される。好気性細菌を用いることの利点は、好気性細菌の細菌材料を含む補修材を、硬化（hardened）セメント系材料が好気性条件に曝露される用途に用いてよいことであると思われる。 In one embodiment, the bacterium is selected from the group consisting of aerobic bacteria. The advantage of using aerobic bacteria appears to be that repair materials containing aerobic bacterial material may be used in applications where hardened cement-based materials are exposed to aerobic conditions.
別の一実施形態において、細菌は、嫌気性細菌からなる群から選択される。嫌気性細菌を用いることの利点は、嫌気性細菌の細菌材料を含む補修材を、硬化セメント系材料が地下適用等、嫌気性条件に曝露される用途に用いてよいことであると思われる。 In another embodiment, the bacterium is selected from the group consisting of anaerobic bacteria. The advantage of using anaerobic bacteria appears to be that repair materials containing anaerobic bacterial materials may be used in applications where hardened cement-based materials are exposed to anaerobic conditions, such as underground applications.
好ましい細菌は、プラノコッカス、バチルス及びスポロサルシナ、特にバチルス（等の属の通性好気性細菌）の群から選択される。特に、嫌気性発酵及び／又は嫌気性硝酸還元によって増殖できる細菌が選択される。 Preferred bacteria are selected from the group of Planococcus, Bacillus and Sporosarcinia, especially Bacillus (a common aerobic bacterium of the genus, etc.). In particular, bacteria that can grow by anaerobic fermentation and / or anaerobic nitrate reduction are selected.
粒子状補修材における細菌材料：添加剤の重量比は、特に、１：１０，０００〜１：１，０００，０００の範囲、即ち、１０グラム〜１ｋｇの添加剤に対し１ｍｇの細菌材料となることができる。 Bacterial material: additive weight ratios in particulate repair materials are in particular in the range of 1: 110,000 to 1: 1,000,000, ie 1 mg of bacterial material for 10 grams to 1 kg of additive. be able to.
補修材の添加剤画分の２種の亜画分、即ち、生体鉱物前駆体化合物（それを元に細菌による代謝性転換後に炭酸カルシウム又はリン酸カルシウムベースの鉱物が生成される）及び細菌増殖因子（例えば、酵母エキス、ペプトン、アミノ酸、微量元素）の重量比は、特に、１０：１〜１０００：１の範囲、即ち、１０グラム〜１ｋｇの生体鉱物前駆体化合物に対し１グラムの細菌増殖因子となることができる。 Two subfractions of the additive fraction of the repair material, namely biomineral precursor compounds (based on which calcium carbonate or calcium phosphate-based minerals are produced after metabolic conversion by bacteria) and bacterial growth factors ( For example, the weight ratio of yeast extract, peptone, amino acids, trace elements) is in the range of 10: 1 to 1000: 1, that is, with 1 gram of bacterial growth factor to 10 grams to 1 kg of biomineral precursor compound. Can be
補修材の成分は、好ましくは、乾燥又は乾燥状態（粉末形態）にて適切な比率で提供され、（次に）錠剤にプレスされ、セメント及びコンクリート適合層等で被覆される。被覆は、好ましくは、コンクリート又はセメントベース材料調製手順のプロセス（例えば、コンクリート混合物の調製及び成型プロセス）における破損及び溶解に抵抗するように十分に物理的（機械的）に強く、化学的に弾性がある。さらに、被覆は、セメントベース材料の全体的な強度増進に寄与するため、好ましくは、セメントベース混合物の固化（硬化）においてセメントベース材料との安定的な物理的接着を形成する。そして、固化したセメントベース材料においてひび割れが形成されると、被覆が破裂して補修材が放出できるように、好ましくは、補修材を取り巻く被覆は、固化したセメントベースの材料に取り込まれると、好ましくは、周囲のセメント石マトリックスよりも弱くなるべきである。 The components of the repair material are preferably provided in an appropriate ratio in a dry or dry state (powder form), pressed into tablets (next) and coated with a cement and concrete compatible layer or the like. The coating is preferably physically (mechanically) strong and chemically elastic enough to resist breakage and melting in the process of the concrete or cement-based material preparation procedure (eg, the preparation and molding process of the concrete mixture). There is. In addition, since the coating contributes to the overall strength enhancement of the cement-based material, it preferably forms a stable physical bond with the cement-based material during solidification (hardening) of the cement-based mixture. The coating surrounding the repair material is preferably incorporated into the solidified cement-based material so that when cracks are formed in the solidified cement-based material, the coating bursts and the repair material can be released. Should be weaker than the surrounding cement stone matrix.
この目的のため、同公報に記載された発明は、そのさらに別の一態様において、細菌材料、添加剤及び任意選択で第二の添加剤の混合物を錠剤へと加工するステップと、前記錠剤を被覆するステップとを含む、粒子状補修材を作製するための方法であって、細菌が、好ましくは、プラノコッカス、バチルス及びスポロサルシナからなる属の群から選択され、添加剤が、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖、ピルビン酸塩及びフィチン酸塩からなる群から選択される１又は２以上の化合物を含み、添加剤が好ましくは、酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩、グルタミン酸塩及び微量元素からなる群から選択される細菌増殖因子を好ましくは含む方法を提供する。 To this end, the invention described in the publication comprises, in yet another embodiment, a step of processing a mixture of a bacterial material, an additive and optionally a second additive into a tablet, and the tablet. A method for making particulate repair materials, comprising a step of coating, wherein the bacteria are preferably selected from the group consisting of Planococcus, Bacillus and Sporosarcinia, and the additives are calcium formate, acetic acid. Includes one or more compounds selected from the group consisting of calcium, calcium lactate, calcium gluconate, carbohydrates, fatty acids, amino acids, lactates, maleates, formates, sugars, pyruvates and phytates. Additives preferably provide a method comprising a bacterial growth factor selected from the group consisting of yeast extracts, peptones, asparaginates, glutamates and trace elements.
特定の一実施形態において、粒子状補修材を作製するための方法は、本技術分野において公知の技法である、噴霧乾燥、粒子化（prilling）、流動床（fluid bed）コーティング、ｖ型混合機によるブレンディング（v-blending）、ホットブレンディング、球状化処理（spheroidiziation）及び錠剤コーティングからなる群から選択される１又は２以上の被覆方法により錠剤を被覆するステップを含む。任意選択の第二の添加剤は、担体（ゼオライト、粘土等）等のペレット化剤（pelleting agent）、崩壊剤、流動促進剤、潤滑剤、造粒剤、増粘剤、結合剤（澱粉、ラクトース、セルロース等）等となることができる。 In one particular embodiment, methods for making particulate repair materials are techniques known in the art such as spray drying, prilling, fluid bed coating, v-type mixers. Includes the step of coating a tablet by one or more coating methods selected from the group consisting of v-blending, hot blending, spheroidiziation and tablet coating. The second additive of the option is a pelleting agent such as a carrier (cellulose, clay, etc.), a disintegrant, a flow accelerator, a lubricant, a granulator, a thickener, a binder (starch, starch, etc.). Lactose, cellulose, etc.) can be used.
従って、同公報に記載された発明は、そのさらに別の一態様において、細菌材料、添加剤及び任意選択で第二の添加剤の混合物の錠剤への加工並びに前記錠剤の被覆によって得られる被覆粒子（即ち、粒子状補修材）も提供する。 Therefore, in yet another embodiment of the invention described in the same publication, the coated particles obtained by processing a mixture of a bacterial material, an additive and optionally a second additive into a tablet and coating the tablet. (Ie, particulate repair material) is also provided.
特に、同公報に記載された発明は、補修材が、被覆粒子を含み、前記粒子が、細菌材料及び添加剤を含み、前記細菌材料が、細菌、凍結乾燥細菌及び細菌胞子からなる群から選択され、前記細菌が、好ましくは、プラノコッカス、バチルス及びスポロサルシナ、特にバチルスからなる属の群から選択され、前記添加剤が、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、乳酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、炭水化物、脂肪酸、アミノ酸、乳酸塩、マレイン酸塩、ギ酸塩、糖、ピルビン酸塩及びフィチン酸塩からなる群から選択される１又は２以上の化合物を含み、前記添加剤が、好ましくは、酵母エキス、ペプトン、アスパラギン酸塩、グルタミン酸塩及び微量元素からなる群から選択される細菌増殖因子を好ましくは含む、セメント系材料のための粒子状補修材をさらに提供する。 In particular, in the invention described in the same publication, the repair material contains coating particles, the particles contain a bacterial material and an additive, and the bacterial material is selected from the group consisting of bacteria, lyophilized bacteria and bacterial spores. The bacterium is preferably selected from the group consisting of Planococcus, Bacillus and Sporosarcinia, particularly Bacillus, and the additive is calcium formate, calcium acetate, calcium lactate, calcium gluconate, carbohydrates, fatty acids, amino acids. , Lactate, maleate, formate, sugar, pyruvate and phytate, the additive comprising one or more compounds selected from the group consisting of yeast extract, peptone, asparagine. Further provided is a particulate repair material for cement-based materials, preferably comprising a bacterial growth factor selected from the group consisting of salts, glutamates and trace elements.
上述の通り、特定の一実施形態において、被覆粒子の被覆は、噴霧乾燥、粒子化、流動床コーティング、ｖ型混合機によるブレンディング、ホットブレンディング、球状化処理及び錠剤コーティングからなる群から選択される１又は２以上の被覆方法によって得ることができる。 As described above, in one particular embodiment, the coating of the coated particles is selected from the group consisting of spray drying, particleization, fluidized bed coating, blending with a v-mixer, hot blending, spheroidizing and tablet coating. It can be obtained by one or more coating methods.
被覆粒子は、特に、被覆粒子の総重量に対して少なくとも５０ｗｔ．％、より好ましくは少なくとも７５ｗｔ．％の細菌材料及び添加剤を含むことができる。さらに、被覆粒子は、特に、０．２〜４．０ｍｍの範囲の平均寸法を有することができる。本明細書において、用語「寸法」は、長さ、幅、高さ及び直径（複数可）を指す。一実施形態において、被覆粒子は、５μｍ〜２ｍｍの範囲の被覆厚を有することができる。 The coated particles are, in particular, at least 50 wt. %, More preferably at least 75 wt. % Bacterial material and additives can be included. In addition, the coated particles can have an average size, in particular, in the range 0.2-4.0 mm. As used herein, the term "dimensions" refers to length, width, height and diameter (s). In one embodiment, the coated particles can have a coating thickness in the range of 5 μm to 2 mm.
特定の一実施形態において、被覆は、グリコリド、ラクチド、ε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、３，６−ジメチル−１，４−ジオキサン−２，５−ジオン、メタクリル酸グリコシルオキシエチル、１，６−ビス（ｐ−アセトキシカルボニル−フェノキシ）ヘキサン及び（３Ｓ）−ｃｉｓ−３，６−ジメチル−１，４−ジオキサン−２，５−ジオンを含む群から選択される１又は２以上のモノマー型に基づく（コ）ポリマーベースの被覆を含む。当業者であれば明らかとなる通り、被覆は、多層被覆となることができる。さらに、被覆は、本明細書に構成群として表示されているモノマーのうち１又は２以上を含むことができる。このような被覆は、硬化セメント系材料の内部で、圧力下（ひび割れ形成等により）破損することにより、補修材を放出することができる。別の一実施形態において、被覆は、エポキシベースの（コ）ポリマーを含むことができる。このようなエポキシベースの被覆は、相対的に硬くなることができ、これにより、コンクリート（圧縮）強度に貢献することができる。 In one particular embodiment, the coating is glycolide, lactide, ε-caprolactone, δ-valerolactone, N-vinylcaprolactam, 3,6-dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione, glycosyl methacrylate. 1 or 2 selected from the group comprising ethyl, 1,6-bis (p-acetoxycarbonyl-phenoxy) hexane and (3S) -cis-3,6-dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione. Includes (co) polymer-based coatings based on the above monomer types. The coating can be a multi-layer coating, as will be apparent to those skilled in the art. In addition, the coating can include one or more of the monomers listed herein as constituents. Such a coating can release the repair material by breaking under pressure (due to crack formation or the like) inside the hardened cement-based material. In another embodiment, the coating can include an epoxy-based (co) polymer. Such epoxy-based coatings can be relatively stiff, which can contribute to concrete (compressive) strength.
被覆粒子は、モース硬度計による３〜９の範囲、特に、４〜５等、４〜７の範囲の平均粒子硬度を有することができる。このような強度は、粒子に実質的なダメージを与えることなく、或いは許容されるダメージでセメント系材料及び（その後の）セメント系建築物への加工を可能にするが、一方、セメント系建築物の硬化においてひび割れが生じると、粒子もひび割れることのできるような硬度範囲に収まる。例えば、アパタイトは、モース硬度５を有し、ＣａＣＯ３は、モース硬度３を有するであろう。 The coated particles can have an average particle hardness in the range of 3 to 9, especially in the range of 4 to 5, such as 4 to 5, according to a Mohs hardness tester. Such strength allows processing into cement-based materials and (subsequent) cement-based buildings without substantial damage to the particles or with acceptable damage, while cement-based buildings. When cracks occur in the hardening of the particles, the particles also fall within the hardness range in which they can be cracked. For example, apatite would have a Mohs hardness of 5, and CaCO 3 would have a Mohs hardness of 3.
〔補修材の製造方法〕
次に、前記補修材の製造方法について説明する。前記バクテリアは、乾燥した状態で乳酸カルシウム等の栄養素及び酵素とともに混合され、少量ずつ生分解性プラスチックで被覆されて粒状の補修材２に成形される。
[Manufacturing method of repair material]
Next, a method for manufacturing the repair material will be described. The bacteria are mixed with nutrients such as calcium lactate and enzymes in a dry state, and are gradually coated with biodegradable plastic and formed into
〔PCaパネル１の製造方法〕
コンクリート原料（セメント出発材料）及び粒子状補修材は、一体に混合される。この操作は、セメント系材料を作製する（従来の）方法において、従来の仕方で行うことができる。
[Manufacturing method of PCa panel 1]
The concrete raw material (cement starting material) and the particulate repair material are integrally mixed. This operation can be performed in a conventional manner in the (conventional) method of producing a cement-based material.
コンクリート原料に対する前記補修材の配合量は、２．５〜７．５kg／m3であるのが好ましい。この範囲で前記補修材を配合することにより、PCaパネル１におけるひび割れの自己治癒能力が確実に発揮されるようになる。
The blending amount of the repair material with respect to the concrete raw material is preferably 2.5 to 7.5 kg / m 3. By blending the repair material within this range, the self-healing ability of cracks in the
前記PCaパネル１には、ひび割れの自己治癒効率を高めるため、短繊維を混入してもよい。前記短繊維は、前記補修材を配合するのと同時に、或いはその前工程又は後工程において、コンクリート原料に混入される。前記短繊維を混入後、コンクリート原料の練混ぜによって、前記短繊維はPCaパネル１にほぼ均一に分散するようになる。前記短繊維としては、鋼繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、バサルト繊維などを用いることが可能である。前記短繊維を混入することにより、ひび割れ発生の分散とコンクリートに靭性能を付与することができる。
Short fibers may be mixed in the
前記PCaパネル１は、図１に示されるように、現場打ちコンクリート１０との接合面に凹凸加工を施すのが好ましい。凹凸加工を施すことにより、PCaパネル１と現場打ちコンクリート１０との付着性能を高めることができるようになる。
As shown in FIG. 1, the
このとき、現場打ちコンクリート１０に配置される鉄筋１１は、PCaパネル１の凸部（現場打ちコンクリート１０の凹部）に対応する位置に配置するのが好ましい。具体的には、図１に示されるように、PCaパネル１の凸部の頂部から内側に所定の離隔幅を有するように配置するのが好ましい。これにより、PCaパネル１の表面から内側に進展したひび割れＣが、凸部の厚み分だけ距離が稼げるため、現場打ちコンクリート１０まで到達しにくくなり、PCaパネル１に含まれる補修材２によって補修される確率が高まる結果、現場打ちコンクリート１０に配置された鉄筋１１にまでひび割れＣを通じて水が浸入しにくくなり、鉄筋１１が腐食するのが防止できる。前記鉄筋１１は、PCaパネル１の全ての凸部に対応して配置してもよいし、図１に示されるように、１又は複数個置き、図示例では１つ置きの凸部に配置してもよい。前記凸部の頂部と鉄筋１１との離隔幅は、小さすぎると隙間部分に現場打ちコンクリート１０が入り込みにくく空洞が生じやすくなり、大きすぎるとコンクリート構造物の強度が低下するおそれがあるため、適切な範囲、具体的には３mm〜２００mm、好ましくは５mm〜５０mm程度とするのがよい。
At this time, it is preferable that the reinforcing
前記PCaパネル１を用いたコンクリート構造物としては、新設の構造物はもちろんのこと、既設の構造物の耐震補強工事やリニューアル工事などに用いることも可能である。
As the concrete structure using the
〔補修材によるひび割れの補修メカニズム〕
図１に示されるように、PCaパネル１の表面にひび割れＣが発生すると、PCaパネル１に含まれる補修材２の被覆層が破壊され、前記補修材２に含まれるバクテリアがひび割れＣを伝って浸透した水分によって活性化されるとともに、図３に示されるように、前記補修材２に含まれるバクテリアが栄養素を消費して、コンクリート組織と同系統の炭酸カルシウム（CaCO3）を生成する。このバクテリアによって生成された炭酸カルシウムがひび割れＣ内に沈積してひび割れを閉塞する。
[Mechanism for repairing cracks with repair materials]
As shown in FIG. 1, when crack C is generated on the surface of the
ひび割れの閉塞後は、ひび割れを伝って浸透する水及び二酸化炭素が遮断されるため、バクテリアは仮死状態に戻る。再びひび割れが発生してバクテリアに水分が供給されると、仮死状態のバクテリアが活性化してひび割れを補修する。 After the crack is closed, the bacteria return to asphyxia because the water and carbon dioxide that permeate through the crack are blocked. When cracks occur again and water is supplied to the bacteria, the asphyxial bacteria are activated and repair the cracks.
前述の通り、補修材２に含まれるバクテリアの代謝活動には水分が必要となるため、常に水分が供給される環境にある、水中に構築される海洋・河川構造物に、本発明の適用が特に有効である。このような水中の構造物は、ひび割れの発見及び補修が困難な場合が多いため、その点でも本発明の適用が有効である。
As described above, since water is required for the metabolic activity of bacteria contained in the
１…プレキャストコンクリートパネル（PCaパネル）、２…補修材、３…栄養素、１０…現場打ちコンクリート、１１…鉄筋、Ｃ…ひび割れ 1 ... Precast concrete panel (PCa panel), 2 ... Repair material, 3 ... Nutrients, 10 ... Cast-in-place concrete, 11 ... Reinforcing bar, C ... Crack
Claims (4)
前記プレキャストコンクリートパネルに、バクテリアの代謝活動を利用したコンクリートのひび割れ補修材が含まれていることを特徴とするひび割れの自己治癒性能を有するプレキャストコンクリートパネル。 A precast concrete panel that is integrated with cast-in-place concrete and left on the surface.
A precast concrete panel having a crack self-healing performance, which comprises a concrete crack repair material utilizing the metabolic activity of bacteria in the precast concrete panel.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020057831A JP7475585B2 (en) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | Concrete structure using precast concrete panels with self-healing crack properties |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020057831A JP7475585B2 (en) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | Concrete structure using precast concrete panels with self-healing crack properties |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021156024A true JP2021156024A (en) | 2021-10-07 |
| JP7475585B2 JP7475585B2 (en) | 2024-04-30 |
Family
ID=77917162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020057831A Active JP7475585B2 (en) | 2020-03-27 | 2020-03-27 | Concrete structure using precast concrete panels with self-healing crack properties |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7475585B2 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003268735A (en) | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Tokai Concrete Industries Co Ltd | Protective wall for road |
| NL2004520C2 (en) | 2010-04-07 | 2011-10-11 | Univ Delft Tech | HEALING AGENT FOR SELF-HEALING CEMENTIOUS MATERIALS. |
| JP2019213307A (en) | 2018-06-01 | 2019-12-12 | 日本電信電話株式会社 | Concrete pole and manufacturing method thereof |
-
2020
- 2020-03-27 JP JP2020057831A patent/JP7475585B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP7475585B2 (en) | 2024-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102425094B1 (en) | Process for the production of cementitious material | |
| NL2004520C2 (en) | HEALING AGENT FOR SELF-HEALING CEMENTIOUS MATERIALS. | |
| US9796626B2 (en) | Production of masonry with bacteria | |
| US8951786B1 (en) | Compositions, tools and methods for the manufacture of construction materials using enzymes | |
| KR101982855B1 (en) | High Performance Ceramic Mortar Composition for Prevention of Salt damage and Neutralization and Freezing and Thawing of Concrete Structures and Method of Repairing and Reinforcing Deteriorated Concrete Structure Spraying Using the same | |
| CN113402243A (en) | Method for improving durability of concrete product by using carbonized coating | |
| KR102643249B1 (en) | Manufacturing method for crack self-healing repair mortars with improved carbonation and salt resistance capacities | |
| Raza et al. | Sustainability assessment, structural performance and challenges of self-healing bio-mineralized concrete: A systematic review for built environment applications | |
| CN114989781B (en) | Material and method for repairing concrete cracks by mineralization of super absorbent resin and mixed bacteria | |
| JP2021156024A (en) | Precast concrete panel having self healing performance for crack | |
| JP2012214369A (en) | Method for patching concrete structure | |
| TW202016046A (en) | Composition comprising at least one microorganism and use thereof | |
| JP2024076665A (en) | Concrete structure equipped with panels that have self-healing properties for cracks | |
| JP2021156023A (en) | Crack repair method for concrete | |
| JP2024076666A (en) | Mortar-coated reinforcing bars with self-healing properties and concrete structure equipped with the same | |
| JP2024076664A (en) | Shotcrete with self-healing crack properties and tunnel structure | |
| JP5942520B2 (en) | High acid-resistant hydraulic composition, mortar composition and cured mortar | |
| CN109553365A (en) | A kind of inorganic coagulation material and preparation method thereof | |
| KR102585518B1 (en) | Manufacturing and construction methods for crack self-healing materials to prevent leakage and faulty at the concrete joints of structures | |
| Gunwant | Quantification techniques of self-healing concrete using ureolytic bacteria: a review | |
| CN1966588A (en) | Highly crack-resistant bicomponent fiber putty |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230308 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230309 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231228 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231228 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240221 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240314 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240408 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7475585 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |