JP2991972B2

JP2991972B2 - コンクリート改善改修液注入装置

Info

Publication number: JP2991972B2
Application number: JP8146545A
Authority: JP
Inventors: 清孝和久石
Original assignee: BAU HAUSU KK
Current assignee: BAU HAUSU KK
Priority date: 1996-05-17
Filing date: 1996-05-17
Publication date: 1999-12-20
Anticipated expiration: 2016-05-17
Also published as: JPH09302947A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート改善
改修液を注入することによりダム、橋脚、トンネル、ビ
ルディングなどのコンクリート構造物に生じたひび割れ
等の損傷を改修したり、コンクリートの強度を高めるよ
うに改善したりするコンクリート構造物の改善改修工事
において、コンクリート改善改修液をコンクリート構造
物の内部に注入する注入装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来行なわれているコンクリート構造物
の改善改修方法としては、大別すると、有機質系改善材
の注入または塗布と、無機質系改善材の注入または塗布
とがある。

【０００３】有機質系、例えば代表的なエポキシ樹脂系
を使用した場合、コンクリートが無機質なので異質の物
質によって処理するものであり、したがって化学的な処
理ではなく、物理的に接着して強度を維持したり、フィ
ルム被覆することで空気、二酸化炭素、水等を遮断する
ものである。

【０００４】一方、従来の無機質系の場合、その殆どが
浸透性塗布防水材として使用されるものであり、したが
ってコンクリート構造物の表層部だけの改善に留まって
いた。

【０００５】また、コンクリート改善改修液を注入する
従来の装置は、コンクリート壁面に穿孔した孔開口部に
注入管のノズルを差し込み、孔の開口部とノズルの隙間
をシール材で塞いた状態で注入する構成を採る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
注入装置は、穿孔した孔の開口部にノズルを差し込んで
この部分だけシールした状態で注入するので、表層部分
にはある程度注入することができるが、深層部分にまで
十分な量を確実に注入することは事実上困難であった。
すなわち、孔内に注入材を充満させると、この注入材は
孔の内周面から水分を吸収するので粘土が上昇して流動
性が低下してしまい、注入圧力を高めようとしても孔の
開口部のシールでは高圧に耐えられずに外れてしまう。

【０００７】このため、従来は補修改善工事を施工した
としても、表面に表れた亀裂、浮き、空隙など表層部分
は処理することができるが、深層部分は注入材の流動性
の低下などによって処理することができず、二重浮きや
平行亀裂などを解消することができなかった。

【０００８】そこで本発明は、コンクリート改善改修液
を深層部分まで確実に注入することができ、コンクリー
ト構造物の強度を長期間に亙って高く維持することがで
きる改善改修液注入装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたもので、請求項１に記載のもの
は、後端の入口から先端の吐出口に連通した流路を有す
る内管と、内管の外周に形成した雄ネジ部と螺合する雌
ネジ部を内周に有し、内管の外側に重合する外管と、吐
出口の手前の内管外周面に形成した段部と外管の先端と
の間に形成される外周凹部内に嵌合され、弾性材から構
成された短尺筒状シール部材と、により注入管を構成
し、上記短尺筒状シール部材の先端部分と後端部分に拡
径規制リングを嵌め、内管と外管との螺合位置を変更し
て上記外周凹部の前後幅を増減することにより上記両拡
径規制リングの間のシール部材の外径を拡縮可能とし、
上記内管の入口に、ホースを介してポンプを接続して、
ポンプから圧送されるコンクリート改善改修液を注入管
の吐出口から注入するようにしたことを特徴とするコン
クリート改善改修液注入装置である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１はコンクリート改善改修液注
入装置１の構成を示す概略構成図であり、このコンクリ
ート改善改修液注入装置１は、コンクリート構造物２の
壁面３に穿孔した孔４内に挿入する注入管５と、コンク
リート改善改修液を貯留するタンク６と、このタンク６
内のコンクリート改善改修液を圧送するポンプ７と、ポ
ンプ７から圧送されるコンクリート改善改修液を上記注
入管５に送るホース８とが主要な構成である。

【００１１】まず、注入管５について説明すると、この
注入管５は、内管１１と外管１２との二重構造であり、
外径を拡大縮小できるシール部材１３を先端部分に設け
てある。

【００１２】内管１１は、後端の入口１４から先端の吐
出口１５に連通した流路１６を有し、先端部分を他の部
分よりも太くしてノズル部１７とし、ノズル部１７から
後端までの外周に雄ネジ部２０を形成したステンレス製
の管である。そして、この内管１１は、ノズル部１７を
形成した最先管１１ａに、ノズル部１７を形成すること
なく全長に亙って同じ太さで雄ネジ部２０を形成した延
長管１１ｂを適宜な本数接続することにより、孔４の深
さに応じた長さに調整できるように構成されている。ま
た、各管１１ａ，１１ｂの接続部分には、共回り防止手
段を形成してある。図２に示す実施形態においては、一
方の管１１ｂの先端外径を少し細くするとともに、この
細い径の外周面に軸方向の係止突条２１を数本形成して
共回り防止手段としている。また、他方の管１１ａの後
端には、上記した細い径の部分が嵌合する内径に設定す
ると共に、内周面に上記係止突条２１が嵌合する係合溝
２２を軸方向に形成してある。したがって、一方の管１
１ａの先端細径部を他方の管１１ｂの後端開口部内に嵌
合して接続すると、両管１１ａ，１１ｂの流路１６が一
連に連通するとともに、係止突条２１が係合溝２２内に
係合し、これにより両管１１ａ，１１ｂの共回りが防止
される。すなわち、係止突条２１と係合溝２２とがスプ
ラインとして機能し、両管１１ａ，１１ｂが一体的に回
転する。なお、本実施例における延長管１１ｂの長さ
は、１本が６０cmに設定してある。また、接続部分から
の漏れを防止するために、Ｏリング等の漏れ防止手段も
施しておくことが望ましい。

【００１３】外管１２は、内管１１の外周に形成した雄
ネジ部２０と螺合する雌ネジ部２５を内周に有し、内管
１１の外側に重合する同一外径（本実施形態では直径１
３mm）の管であり、外径は、内管１１のノズル部１７の
外径と同じ寸法に設定してある。そして、この外管１２
は、内管１１の長さに応じて、５０cm，１ｍ，１．５
ｍ，２ｍのものと交換して使用するようにしてあるが、
孔４の深さに応じて対応できるように、内管１１と同様
に、共回り防止手段を設けて接続可能に構成してもよ
い。また、この外管１２は、内管１１に重合させた状態
で、内管１１を止めたままスパナ等の工具を使用して容
易に回転できるように、外周面の断面形状を、例えば六
角形に成形してある。なお、工具が引っ掛かって回転で
きればよいので、他の断面形状でもよいし、工具の爪が
引っ掛かる溝を形成してもよい。

【００１４】上記した構成から成る内管１１に外管１２
を後端から重合すると、図１に示すように、吐出口１５
の手前のノズル部１７である太い部分から細い部分に変
化する位置（内管１１外周面）に形成した段部２６と外
管１２の先端との間に外周凹部２７が形成される。そし
て、この外周凹部２７の軸方向の長さは、内管１１と外
管１２との螺合位置を変化させることにより増減するの
で、この外周凹部２７内にシール部材１３を嵌合する。

【００１５】シール部材１３は、図３に示すように、合
成ゴムなどの弾性材から構成された短尺筒状の部材であ
り、先端部分と後端部分に拡径規制リング３０，３０を
嵌めて、両拡径規制リング３０，３０の間の部分の外径
が拡縮しても先端部分と後端部分の外径は拡径しないよ
うにしてある。したがって、このシール部材１３を外周
凹部２７内に嵌合すると、図１及び図４に示すように、
ノズル部１７の後端段部２６と外管１２の先端との間の
寸法がシール部材１３の長さと等しいか少しでも大きい
と、シール部材１３は自然状態である直線円筒形を維持
して、外径は外管１２と同様になり、ノズル部１７とシ
ール部材１３と外管１２との外周面がほぼ一連に連続す
る。

【００１６】そして、内管１１に対して外管１２の螺合
位置を前方に変更、すなわち外管１２を一方に回転（例
えば右回転）してねじ込むと、外周凹部２７の前後幅が
減少するので、シール部材１３は、ノズル部１７の段部
２６と外管１２の先端とにより軸方向に圧縮される。し
たがって、シール部材１３は、図５に示すように、先端
部分と後端部分はほぼそのままであるが、両拡径規制リ
ング３０，３０の間の部分が外方に膨らんで外径を増大
（拡径）する。そして、外管１２のねじ込み量を調整す
ると、シール部材１３の拡径量を調整することができ
る。即ち、シール部材１３の自然状態における外径より
も少し大きな孔４内でシール部材１３を拡径すると、図
５に示すように、シール部材１３の外周が孔４の内周面
に密着してシール機能を発揮することができ、この密着
力が注入管５を固定する力として作用することとなり、
この固定力は上記したように外管１２のねじ込み量を調
整することにより増減することができる。

【００１７】なお、シール部材１３は、ノズル部１７の
段部２６と外管１２の先端とにより強く圧縮されても、
先端部分と後端部分の径は両拡径規制リング３０，３０
に押えられて拡径しないので、外れることはない。

【００１８】シール部材１３が拡径した状態で外管１２
を他方（例えば左）に回転して螺合位置を後方に変更す
ると、外周凹部２７の前後幅が増大して、シール部材１
３に対する前記圧縮力を減少させることができる。した
がって、シール部材１３は、自らの弾性により外径を減
少（縮径）し、外周凹部２７の前後幅を十分に増大する
と、外管１２の外径とほぼ同じ初期状態に復元する（図
４）。

【００１９】次に、上記した構成から成るコンクリート
改善改修液注入装置１を使用して注入するコンクリート
改善改修液について説明する。コンクリート改善改修液
は、セメントミルクに、水溶性シリケートとマグネシウ
ムフッ化化合物を主成分とする無機質系結晶増殖材を約
１割乃至１割弱の割合で添加したものである。

【００２０】無機質系結晶増殖材は、その成分を示す
と、例えば、ＳｉＯ2が２０重量％，ＣａＯが３０重量
％，ＮａＯが５重量％，不溶成分が２〜３重量％であ
る。この無機質系結晶増殖材の反応は、水溶性シリケ
ート＋Ｃａ（ＯＨ）2→Ｃ−Ｓ−Ｈ系結晶となり、マ
グネシアを含むフッ化化合物＋Ｃａ（ＯＨ）2→ＣａＦ2
＋ＭｇＳｉＯ2＋αＨ2Ｏとなる。の反応で水溶性シリ
ケートを再生産し、の反応で余分にＨ2Ｏを生成し、
反応に利用し、即ち、，の反応が連鎖反応として継
続する。そして、Ｃ−Ｓ−Ｈ系結晶（針状）とＣａＦ
2，ＭｇＯ・ｎＳｉＯ2（等軸、斜方）が絡みあって強固
になる。したがって、コンクリートの強度は、４週養生
後測定して無塗布のものと比較して約１０〜１５％圧縮
強度が向上する。そして、さらなる時間経過に伴い反応
が進行して２８〜３０％の強度アップを図ることができ
る。

【００２１】さらに、この無機質形結晶増殖材は極く微
細なので、毛細管現象や浸透圧作用によりコンクリート
内部に３０cm以上浸透することができ、またコンクリー
トの毛細孔や空隙等の小さな隙間に入り込んで密封する
ことにより緻密組織化を図ることができる。したがっ
て、高水圧にも耐えることができ、防水性（止水性）を
発揮して地下水等の水の浸透を防止することができる。
また、この緻密組織化が前記強度向上に寄与する。ま
た、その他の特性としては、放射性核種浸透抑止性を向
上し、放射線照射劣化抵抗性を高め、凍害抑止性，塩害
抑止性，中性化抑止性，アルカリ骨材反応抑止性，硬化
収縮抑止性，化学抵抗性がある。

【００２２】次に、コンクリート構造物２の改善改修を
行なう作業手順について説明する。まず、コンクリート
構造物２の壁面３を観察調査して壁面３に開口した亀裂
の幅や深さなどを調査し、必要と判断した壁面３から無
振動ドリル等の穿孔装置を使用して孔４を穿孔する（穿
孔工程）。なお、穿孔する位置や深さは、損傷の程度や
強化の度合や改善改修する範囲にもよるが、改善改修液
の浸透範囲を考慮して複数箇所適宜な間隔および深さで
穿孔する。本実施形態では約３０〜４０cm間隔で約１ｍ
２０cmの深さ穿孔する。

【００２３】次に、上記孔４内にファイバースコープ等
の内視鏡を差し込んで空隙の幅、位置、深さなどの内部
状況を調査する（調査工程）。

【００２４】調査工程により判明した内部状況に応じ
て、例えば亀裂や空隙に塵やセメント粉等が多く付着し
ている場合には、孔４の開口部４′から水を孔４内に加
圧供給して高圧洗浄し、塵埃やセメント粉等を排除して
コンクリート地肌の清浄化を図る（洗浄工程）。

【００２５】洗浄工程が終了したならば、あるいは洗浄
が不要であると判断したならば、次は、コンクリート改
善改修液注入装置１を設置する。

【００２６】設置の具体的な作業手順は、孔４の深さに
応じて注入管５を組み立てる。すなわち、孔４の深さ１
ｍ２０cmに応じて内管１１を接続して１ｍ８０cmの長さ
にするとともに、シール部材１３を嵌合してから１ｍ５
０cmの外管１２を重合する。そして、シール部材１３が
縮径した状態で注入管５を壁面３の開口部４′から孔４
内に挿入する（注入管挿入工程）。

【００２７】この場合、本発明においては、１つの孔４
について、孔４の奥から順次壁面３側に移動して複数回
に分けて注入するので、先ず、図６に示すように、孔４
の奥深くまで注入管５を挿入する。なお、シール部材１
３を装填した内管１１を孔４内に挿入してから外管１２
を重合させてもよい。

【００２８】次に、外管１２をスパナ等の工具を使用し
て回転し、外管１２のねじ込みによりシール部材１３を
拡径し、この拡径によりシール部材１３の外周を孔４の
内周面に密着させてシールするとともに、シール部材１
３の拡径力により注入管５を孔４の内周面に対して固定
する（注入管セット工程）。

【００２９】注入管５のセットが終了したならば、孔４
の開口部４′から突出している内管１１の入口１４にホ
ース８を接続する。そして、ポンプ７を作動して、ポン
プ７からホース８を介して圧送されるコンクリート改善
改修液を注入管５の吐出口１５から孔４内に加圧注入す
る（液加圧注入工程）。

【００３０】シール部材１３によりも先端側に開口した
吐出口１５から孔４内に加圧注入すると、シール部材１
３よりも前方（奥）において孔４と連通している空隙４
０内にコンクリート改善改修液が流れ込んでいく。すな
わち、本発明では、深層部分に位置する空隙４０ａから
注入する。そして、シール部材１３が孔４の内周面に密
着してシールしているので、改善改修液が孔４を通って
逆流することを防止できることは勿論のこと、シール部
材１３の拡径力により注入管５を固定しているので、従
来よりも高い圧力で注入することができ、本実施例では
約１０kg／cm2という高圧で注入できる。したがって、
コンクリート改善改修液の粒子が極く微細であることと
相俟って、ヘアークラックなどの微細な隙間内にも確実
に充填することができる。そして、この状態における注
入量が十分なったことは、圧力計３１を観察することに
より把握できる。すなわち、コンクリート改善改修液が
隙間４０ａ等に十分に流入、浸透して満杯になると、圧
力計３１の示す液圧が少し高まることにより検知するこ
とができるので、この段階でコック３２を閉じて注入を
一時停止する。

【００３１】孔４の奥深く挿入した注入管５による注入
が終了したならば、外管１２を反対側に回転してシール
部材１３を縮径させて注入管５の移動を可能な状態にす
る（リリース工程）。

【００３２】そして、上記注入管セット工程と液加圧注
入工程とリリース工程を１サイクルとし、注入管５の吐
出口１５の位置を孔４の奥から順次壁面３側に移動して
上記サイクルを複数回行う。

【００３３】例えば、前記したように、注入管５を最も
奥に挿入して注入する作業を１サイクル目とし、この１
サイクル目の注入作業（注入管セット工程と液加圧注入
工程とリリース工程）が終了したならば、吐出口１５が
孔４の深さのほぼ中央に位置する中層部分まで注入管５
を後退させ、ここで２サイクル目の注入作業（注入管セ
ット工程と液加圧注入工程とリリース工程）を行う。こ
の２サイクル目の注入作業を行うと、孔４の奥の隙間４
０ａ等には既にコンクリート改善改修液が十分に充填さ
れているので、１サイクル目でセットしたシール部材１
３の固定位置から後方であって２サイクル目におけるシ
ール部材１３の固定位置までの間において孔４と連通し
ている空隙４０ｂ内にコンクリート改善改修液が集中的
に流れ込んでいく。したがって、１サイクル目と同様
に、この範囲内でヘアークラックなどの微細な隙間内に
も確実に充填することができる。

【００３４】２サイクル目の注入作業が終了したなら
ば、吐出口１５が孔４の開口部４′に近い位置（表層部
分）まで注入管５を後退させ、ここで３サイクル目の注
入作業（注入管セット工程と液加圧注入工程とリリース
工程）を行う。この３サイクル目の注入作業を行うと、
孔４の奥の深層部分および中層部分の隙間４０ａ，４０
ｂ等には既にコンクリート改善改修液が十分に充填され
ているので、２サイクル目でセットしたシール部材１３
の固定位置から後方であって３サイクル目におけるシー
ル部材１３の固定位置までの間において孔４と連通して
いる空隙４０ｃ内にコンクリート改善改修液が集中的に
流れ込んでいく。したがって、１，２サイクル目と同様
に、この範囲内でヘアークラックなどの微細な隙間内に
も確実に充填することができる。

【００３５】この様にして、１つの孔４についての注入
作業が終了したならば、次の孔４の注入作業を行う。

【００３６】なお、上記説明では３サイクルに分けて注
入したが、孔４の深さや損傷の程度など状況に応じてサ
イクル数を増やしたり、或は減らしたりすることができ
る。また、内管１１と外管１２を螺合する雄ネジ部２０
並びに雌ネジ部２５は、全長に形成するのではなく、一
部に形成してもよい。

【００３７】上記したように孔４の奥からコンクリート
改善改修液を段階的に注入することによりコンクリート
構造物２の欠陥を内部から補修したり、或は強化したな
らば、孔４内に無機質系強化補修材を充填して埋め戻
す。また、壁面３に開口しているひび割れについて
は、、開口部の周囲のコンクリートを除去してから、同
様に、無機質系強化補修材を充填して埋める。そして、
壁面３には必要に応じて表面処理材を塗布する。

【００３８】なお、本発明は、コンクリート構造物２で
あれば、地下室、屋上、トンネル、ダム、サイロ、プー
ル、ピット、橋脚、橋梁等などどのようなものにでも使
用することができる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、先
端部分に設けたシール部材の外径が拡縮可能なので、穿
孔した孔の任意の位置に先端吐出口を位置させて当該位
置でシールすることができるし、その位置で孔内周面に
強固に固定することができる。したがって、吐出したコ
ンクリート改善改修液が孔内周面と注入管との間を逆流
することを防止することができるし、シールの耐圧を高
くすることができるので、高い圧力で注入することがで
きる。このため、穿孔した孔の開口部にノズルを差し込
んでこの部分だけシールした状態で注入する従来の注入
装置に比較して、深層部分にまで十分な量を確実に注入
することができる。しかも、シール部材の先端部分と後
端部分に拡径規制リングを嵌めて、両拡径規制リングの
間のシール部材の外径を拡縮可能としたので、コンクリ
ート改善改修液を高い圧力で注入する際にシール部材を
強い力で拡径して作業を行っても、先端部分と後端部分
の径は両拡径規制リングに押えられて拡径しない。した
がって、シール部材が外れるというトラブルを防止でき
る。また、内管と外管とネジとによってシール部材を拡
縮させることができるので、構造が簡単であり、注入管
というスペース、太さの制限があるものに容易に組み込
むことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンクリート改善改修液注入装置の概略構成図
である。

【図２】内管の接続部分を示す斜視図である。

【図３】シール部材の斜視図である。

【図４】シール部材を縮径した状態における注入管の先
端部分の断面図である。

【図５】シール部材を拡径した状態における注入管の先
端部分の断面図である。

【図６】注入管を挿入した状態におけるコンクリート構
造物の断面図である。

【符号の説明】

１コンクリート改善改修液注入装置２コンクリート構造物３壁面４孔５注入管６タンク７ポンプ８ホース１１内管１２外管１３シール部材１４流路の入口１５吐出口１６流路１７ノズル部２０雄ネジ部２１係止突条２２係合溝２５雌ネジ部２６段部２７外周凹部３０拡径規制リング３１圧力計３２コック４０空隙

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】後端の入口から先端の吐出口に連通した
流路を有する内管と、内管の外周に形成した雄ネジ部と螺合する雌ネジ部を内
周に有し、内管の外側に重合する外管と、吐出口の手前の内管外周面に形成した段部と外管の先端
との間に形成される外周凹部内に嵌合され、弾性材から
構成された短尺筒状シール部材と、により注入管を構成
し、上記短尺筒状シール部材の先端部分と後端部分に拡径規
制リングを嵌め、内管と外管との螺合位置を変更して上記外周凹部の前後
幅を増減することにより上記両拡径規制リングの間のシ
ール部材の外径を拡縮可能とし、上記内管の入口に、ホースを介してポンプを接続して、
ポンプから圧送されるコンクリート改善改修液を注入管
の吐出口から注入するようにしたことを特徴とするコン
クリート改善改修液注入装置。