JP3012499B2 - 既設構造物の補修・補強用コンクリートおよびその製法 - Google Patents

既設構造物の補修・補強用コンクリートおよびその製法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,コンクリート構造
物の補修・補強を行うためのコンクリート組成物および
その製法に係り,とくに地震災害によって発生した土木
建築構造物の復旧工事を精度よく安価且つ迅速に実施す
るための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】近時,兵庫県南部地震により多くの土木
構造物が被災した。コンクリート構造物も多くのものが
被災し,被災したコンクリート構造物の迅速且つ確実な
補修と補強が求められている。また,被災していなくと
も耐震補強の必要性などに関心が集まっている。
【0003】このような補修・補強に使用するコンクリ
ートの性能には,一般のコンクリートの性能に加え,補
修・補強用として特有の性能を有するものが求められ
る。
【0004】この分野の従来の技術としては,被災した
割れ目や崩壊部に対してモルタルを充填して補修するこ
とが最も一般的であった。この場合のモルタルとして,
セメント系の材料に,セルロース系増粘剤,高性能減水
剤,カルシウムサルフォアルミネート系膨張材などの混
和材を添加したものを使用することが提案された。これ
らの混和材の適正な配合によって,ブリーディングがな
く(無沈下性),流動性がよく,また無収縮性などの性
能を該モルタルに付与しようとするものであった。
【0005】しかし,かようなモルタルで補修する場合
には,通常はその使用量が数百リットルから高々数m3
であるのが普通であるから,現場仮設の設備で人力主体
で該モルタルを製造することが行われ,このため,製造
費用が嵩むとともに,試験室レベルの試験ではたとえブ
リーディングがない(測定できるほどのブリーディング
が生じない)という結果を得ても,打上がり高さが数m
になる実施工ではブリーディングに伴う沈下が起きると
いう問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】今回の兵庫県南部地震
のような大規模災害では,前記のようなモルタルを現場
毎に小規模設備で製造して応急処置することより,生コ
ン製造設備を利用して安定した品質の補修・補強用コン
クリートを特別に製造し,これを現場に搬送して工事に
供するのが合理的である。しかし,一般の生コン製造設
備は,特殊コンクリートが製造できるような設備にはな
ってはいないのが現状である。
【0007】したがって,本発明の課題は,一般の生コ
ン製造設備を利用しつつ,補修・補強用としての性能を
確実に備えたコンクリートを安定して製造することにあ
る。ここで,本発明で課題とする補修・補強用としての
コンクリートの性能とは,次の(1) 〜(4) に要約され
る。
【0008】(1) ブリーディングによる沈下がないこと
(無沈下性)。ブリーディングが測定できないほどに少
ないというだけでなく,若干の初期膨張を示すこと(初
期膨張率1%程度)。 (2) 乾燥収縮などの収縮がないこと(無収縮性)。長さ
変化で評価したときに,長さ変化率が0%以上であるこ
と。 (3) 流動性がよいこと(高流動性)。スランプフローが
65cm前後で,且つ粗骨材が分離することのなく,締
め固め不要の高流動コンクリートの性質を有すること, (4) 安価であること,ひいては生コン工場の機械力が活
用できること。
【0009】本発明は,このような課題,特に大規模災
害の復旧工事に有用に対処するための課題の解決を目的
としたものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれば,既設の
コンクリート構造物の補修または補強に供するコンクリ
ート組成物であって,コンクリート1m3あたり, 水量:160〜185Kg/m3, セメント量:300〜600Kg/m3, 粗骨材量:体積で350リットル/m3以下, 石粉,フライアッシュまたは高炉スラグ微粉末の1種ま
たは2種以上からなる微粉末材料の量:単位セメント量
との合計量が400Kg/m3以上となる量, 残部:細骨材 を配合し,さらに,混和材料として, 高性能減水剤:3〜15Kg/m3, 金属アルミニウム微粉末:0.03〜0.085Kg/m
3, コンクリート用膨張材:20〜60Kg/m3, 増粘剤:4Kg/m3以下 を配合してなる既設構造物の補修・補強用コンクリート
組成物を提供する。
【0011】本発明に従う補修・補強用コンクリート組
成物は,金属アルミニウム粉末,コンクリート用膨張
材,セメント以外の微粉末材料,増粘剤および水の一部
(160〜185Kg/m3のうち30〜50Kg/
3)からなる材料を二次材料,それ以外の材料を一次
材料として区分し,一次材料を生コン工場で練り混ぜた
あと,搬送現場または施工現場において,この混練物に
対して前記の二次材料を添加して混和するという製法に
よって,有利に製造することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の補修・補強用コンクリー
トは,セメント,粗骨材,細骨材および水というベース
材料は生コン工場常設のものを使用し,生コン工場の機
械力を利用して混練し,当該コンクリートに要求される
無沈下性,無収縮性,高流動性,材料分離抵抗といった
諸性質はベース材料の配合量および適切な混和材料の選
定と添加量によって発現することができる。
【0013】これらの諸性質は本発明のコンクリート配
合によって総合的に発現するものであり,各成分ごとに
これら性質との関係を個別に説明することは困難である
が,各性質に及ぼす各成分の作用効果はおよそ以下のと
おりである。
【0014】先ず,無沈下性は金属アルミニウム微粉末
の添加によって確保できる。この場合50μ以下の金属
アルミニウム微粉末を使用することが好ましく,その配
合量は0.03〜0.085Kg/m3 とすればよい。こ
の添加によりコンクリートの硬化初期の段階で若干の膨
張が起こるので, 無沈下性を示す。
【0015】無収縮性はコンクリート用膨張材によって
確保できる。本発明で使用するコンクリート膨張材とし
ては,カルシウムサルホアルミネートと石膏と酸化カル
シウムからなるもの,アルミン酸カルシウムと石膏から
なるもの,或いはアルミナセメントと石膏からなるもの
などがある。配合量としては, これら膨張材の種類によ
って異なるが, 20〜60Kg/m3の範囲であればよ
い。
【0016】本発明コンクリートの流動性は,単位水量
を160〜185Kg/m3の範囲に設定したうえ単位
粗骨材量を一定量以下(体積で350リットル/m3
下)に制限し,高性能減水剤を通常より数倍添加し,微
粉量を増加し,且つ或る種の増粘剤を使用することによ
って,材料分離を起こすことなくスランプフロー値65
cm程度の高流動性を確保する。
【0017】高性能減水剤としては,ポリカルボン酸
系,アミノスルホン酸系,ナフタレンスルホン酸系,リ
グニンスルホン酸系,メラミンスルホン酸系の各高性能
減水剤のいずれかを単独または複合して,通常の標準使
用量の数倍を添加する。具体的には,セメント並びに石
粉,フライアッシュまたは高炉スラグ微粉末の総微粉量
の0.5〜2.5%,単位量ではほぼ3〜15kg/m3
を添加する。
【0018】微粉量は,セメントに加えて石粉,フライ
アッシュまたは高炉スラグ等の微粉末を追加することに
よって,これら総微粉量を400Kg/m3以上,好ま
しくは550Kg/m3以上とする。ただし,単位セメ
ント量は,強度を確保する意味から300Kg/m3
上は必要であり,またセメント以外の微粉量は多くても
250Kg/m3までとする。
【0019】増粘剤としては,ウエランガムなどの微生
物発酵多糖類からなる各種のバイオガム類,ヒドロキシ
プロピルメチルセルロース,ヒドロキシエチルメチルセ
ルロース,ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロー
ス系水溶性高分子,ポリアクリルアミドの部分加水分解
物,アクリルアミドとアクリル酸ソーダの共重合体など
のアクリル系水溶性高分子のいずれかを使用し,その添
加量はそれぞれの増粘効果に応じて定めるが,バイオガ
ム類では0.20〜0.50kg/m3,セルロース系水
溶性高分子では1〜2kg/m3,アクリル系水溶性高
分子では2〜4kg/m3とする。
【0020】以上のコンクリート配合において,残部は
実質的に細骨材からなる。このコンクリートを安価に製
造するために,できるだけ人力作業は避け,生コン工場
の機械力によって製造するが,この場合,普通の生コン
工場にとって特殊な材料は混合できない場合がある。そ
の場合には,特殊な材料は現場または中継地点でスラリ
ー状にしておき,一般材料だけで生コン工場で製造した
ベースコンクリートにこれを加えて補修・補強用コンク
リートに仕上げる。
【0021】より具体的には,生コン工場では,本発明
コンクリートの各配合材料のうち,水の大部分,セメン
ト,細骨材,粗骨材,生コン工場常備の混和剤(例えば
高性能減水剤)を用いて,ベースコンクリートを製造
し,このベースコンクリートをアジテーター車(コンク
リートミキサー車)で現場または中継地点に搬送する。
現場または中継地点では簡易なスラリー製造機を配備し
ておき,水の残部(例えば出来上がりコンクリート1m
3相当分の水量で30〜50Kg/m3),高性能減水
剤,金属アルミニウム微粉末,コンクリート用膨張材,
セメント以外の微粉末および増粘剤をこのスラリー製造
機に投入して,これらの材料が混和したスラリーを製造
し,このスラリーをベースコンクリートを搭載したアジ
テーター車内に投入して掻き混ぜる。
【0022】これによって,本発明の補修・補強用コン
クリートをアジテーター車内で完成することができ,こ
れを現場打ち込み用に供する。なお金属アルミニウム微
粉末は打ち込み直前にアジテーター車に投入するような
配慮を必要に応じて行う。
【0023】金属アルミニウム微粉末,コンクリート用
膨張材,セメント以外の微粉末,増粘剤などは普段から
生コン工場が常備しているものではなく,また,計量投
入設備も持っていないのが普通である。したがって,こ
れらの材料は生コン工場とは別系統でスラリーとして準
備し,現場または中継地点で生コン工場からきたベース
のコンクリートに加えて補修・補強用コンクリートに仕
上げるという本発明法によれば,人力作業を最小限にで
き,また,生コン工場の機械力を最大限に活用できるの
で経済的に補修・補強用コンクリートを製造できる。
【0024】本発明の補修・補強用コンクリートの配合
範囲を表1に総括して示した。
【0025】
【表1】
【0026】表1において,セメントと微粉末の合計量
は400Kg/m3以上,好ましくは550Kg/m3
上とする。また,粗骨材量は体積で350リットル/m
3以下とし,細骨材は最終段階で1m3となるように定め
る。また,金属アルミニウム微粉末,膨張材,高性能減
水剤は表1の範囲で所要の性能が得られるように試験に
よって定める。なお,表1中の増粘剤の量はバイオガム
多糖類の場合を示しており,セルロース系水溶性高分子
の場合は1〜2kg/m3,アクリル系水溶性高分子の
場合は2〜4kg/m3となる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
地震等で被災した土木建築構造物を補修・補強するのに
必要な無沈下性,無収縮性および高流動性を具備したコ
ンクリートが得られ,災害復旧工事に大きく貢献でき
る。そして,本発明法によると従来の補修用モルタルの
ように人力作業で小ロットずつを製造するのとは異な
り,既存の機械力を利用して安定した品質のものが安価
に製造できるという効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI E04G 23/02 E04G 23/02 A // C04B 103:42 103:44 103:60 111:70 (72)発明者 柳井 修司 東京都調布市飛田給二丁目19番1号 鹿 島建設株式会社 技術研究所内 (56)参考文献 特開 平5−147995(JP,A) 特開 平2−252645(JP,A) 特開 平3−177347(JP,A) 特開 平5−133105(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 28/02 B28C 7/04 C04B 22/04 C04B 22/14 C04B 24/38

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 既設のコンクリート構造物の補修または
    補強に供するコンクリート組成物であって,コンクリー
    ト1m3あたり, 水量:160〜185Kg/m3, セメント量:300〜600Kg/m3, 粗骨材量:体積で350リットル/m3以下, 石粉,フライアッシュまたは高炉スラグ微粉末の1種ま
    たは2種以上からなる微粉末材料の量:単位セメント量
    との合計量が400Kg/m3以上となる量, 残部:細骨材 を配合し,さらに,混和材料として, 高性能減水剤:3〜15Kg/m3, 金属アルミニウム微粉末:0.03〜0.085Kg/m
    3, コンクリート用膨張材:20〜60Kg/m3, 増粘剤:4Kg/m3以下 を配合してなる既設構造物の補修・補強用コンクリート
    組成物。
  2. 【請求項2】 増粘剤は微生物発酵の多糖類からなるバ
    イオガム,セルロース系水溶性高分子またはアクリル系
    水溶性高分子から選ばれる請求項1に記載のコンクリー
    ト組成物。
  3. 【請求項3】 金属アルミニウム微粉末,コンクリート
    用膨張材,セメント以外の微粉末材料,増粘剤および水
    量の一部からなる材料を二次材料,それ以外の材料を一
    次材料として区分し,一次材料を生コン工場で練り混ぜ
    たあと,この混練物に対し搬送現場または施工現場で該
    二次材料を添加して混和することからなる請求項1に記
    載のコンクリートの製法。
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