JP4033784B2 - 親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法及び止水材 - Google Patents
親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法及び止水材 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物におけるひび割れ部や打ち継ぎ部等の漏水亀裂を適切に止水できる親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法及び止水材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
漏水しているコンクリート壁体の止水を行うためには、以下の性能を具備したものでなければならない。
（１）打ち継ぎやひび割れの不連続部の奥深くまで注入できること(注入充填性)。
（２）湿潤コンクリート面と良く接着すること(止水接着性)。
（３）耐アルカリ性などに優れていること(耐久性)。
【０００３】
このために、従来の止水方法は、コンクリート構造物おけるひび割れ部や打ち継ぎ部等の漏水亀裂に、湿気硬化型ポリウレタンプレポリマーから成る注入剤を高圧力で注入し、水との反応によって硬化させながら漏水を止めているが、単にポリウレタンプレポリマーが水と反応硬化することを利用して漏水亀裂に大量の注入剤を注入して急速に硬化させるために、注入剤中にポリウレタンプレポリマーの反応速度を高める触媒や発泡促進剤の添加が積極的に行なわれている。
【０００４】
しかして、この方法は、コンクリート構造物の表層部には急速に硬化体が形成されるが、コンクリート構造物の内部にまでは浸入せずに微細な亀裂は放置されるので、コンクリート構造物中の微細なクラックの接着や、漏水で低下したコンクリート構造物自体の物理的強度及び水密性の回復は図られていなかった。
【０００５】
そこで、従来の止水方法における問題点を解決して経済的で確実に止水すると共にコンクリート構造物自体の強度及び水密性をも回復するような止水方法も提供されている。
【０００６】
提案された止水方法は、コンクリート構造物の漏水亀裂に沿わせて密閉室を形成し、この密閉室に親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水用注入剤を所定量注入して、その後に密閉室を閉塞して保留・放置するものであり、親水性一液型ポリウレタンプレポリマーとコンクリート構造物中の漏水とが漸次反応することで、その発泡圧及び体積膨張によって漏水亀裂の狭間中に浸入・硬化して亀裂を密封、接着している。そして、本止水方法は、止水用注入剤をコンクリート構造物の内部にまで浸入させながら微細なクラックを確実に接着することで、漏水で低下したコンクリート構造物自体の物理的強度と水密性を回復させている。（例えば、特許文献１参照）
【０００７】
【特許文献１】
特公平６−７８５２０号公報（第１頁、特許請求の範囲の項、第４頁左欄末行から９行〜第５頁左欄第７行、図１、２）
【０００８】
しかして、本止水方法に用いる親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水用注入剤は、充分な圧縮強度と曲げ強さ及び硬化膜の充分な引張強さを発揮しているが、その粘度は２８００ｍＰａ・ｓ程度に調整されていることと止水用注入剤の漏水亀裂への浸入がその発泡圧と体積膨張のみによっていることから、土木系の大型コンクリート構造物におけるひび割れ部や打ち継ぎ部等の漏水亀裂に対して止水用注入剤を充分に浸入させるのには、状況によって困難さが伴っていた。
【０００９】
一方、大型コンクリート構造物に対する止水方法も下記例のように提案されている。
本工法では、図７に施工の概要を示すように、コンクリート壁面２０の内側から穿孔して打継ぎ部２１（又はひび割れ部）による空隙部の中心部を貫通させながら、その開口位置２２がコンクリート厚みの中心位置２３になるような注入穴２４を穿けている。（図７（Ａ）、（Ｂ））次いで、この注入穴２４の開口部２５に注入具２６を装着して注入穴の底部２７と注入具２６との間に加圧域２８を形成して、この加圧域２８に注入具２６から充填材２９を１００〜３５０ｋｇ／ｃｍ2の注入圧力で注入している。（図７（Ｃ）、（Ｄ））
【００１０】
又、充填材２９は、疎水性ポリイソシアネートもしくは親水性ポリイソシアネートが採用されており、コンクリート壁面２０の内側に流出する３０まで注入されて、打継ぎ部２１（又はひび割れ部）の空隙部に溜まっている水を排出すると共に空隙部を充填材２９で置換させている。（図７（Ｅ））
【００１１】
そして、注入後の充填材は、養生されることで打継ぎ部（又はひび割れ部）の空隙部で硬化するものであり、この段階に至って注入穴の開口部２５から注入具２６を取り外してコンクリート壁面２０の仕上げ３１が行われている。（図７（Ｆ））
【００１２】
従って、充填材である疎水性ポリイソシアネートもしくは親水性ポリイソシアネートには、反応速度を高める触媒や硬化促進剤が添加されていることで環境問題が危惧されると共に、方法的にも以下の問題点を抱えている。
【００１３】
(１)コンクリート厚みの中心位置に注入孔を設けても、打ち継ぎ部やひび割れ部を塞がずに注入するので、圧力を伴った浸入水の作用で地盤側には充填材が入り難く室内側には注入し易いために、室内側に流出しても奥の方には充填され無い場合が多くなり注入充填性が良くない。
（２）疎水性ポリイソシアネート、親水性ポリイソシアネート等のポリウレタン系充填材は、発泡圧も無く低強度で接着性と耐久性が好ましくないので、高耐久で信頼性の高い止水接着性を形成し難く再漏水の危険が大きい。（例えば、特許文献２参照）
【００１４】
【特許文献２】
特許第３３０６３７５号公報（識別記号「０００９」〜「００１７」末行、図１、３）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の状況に鑑みて提案するものであり、マスコンクリートにおけるひび割れ部や打ち継ぎ部等の漏水亀裂に対しても、注入充填性、止水接着性及び長期に亘る耐久性の要求性能を確立しながら適切に止水できる親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法及び止水材を提供している。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明である親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、コンクリート構造物に対する親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水材の注入止水工法において、コンクリート構造物の漏水亀裂に対してコンクリート表層から所定の角度で止水材注入孔を削孔することにより、漏水亀裂を横断した状態で止水材を保留する密閉室を形成すると共に、漏水亀裂に対してコンクリート表層から所定の角度で削孔することにより、止水材注入よりもコンクリート表層側となる位置で漏水亀裂を横断する注入確認孔を形成し、次いで、密閉室に亀裂補強部材を挿入した状態でコンクリート表層の漏水亀裂を封鎖すると共に止水材注入孔に逆流防止弁付注入プラグを装着し、しかる後に注入プラグから親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水材を加圧注入して密閉室内と漏水亀裂とに所定量充填し、止水材を浸入水との化学反応で発泡させながら漏水亀裂内に浸透させることを特徴としており、大型コンクリート構造物におけるひび割れ部や打ち継ぎ部等の漏水亀裂に対しても注入充填性、止水接着性及び長期に亘る耐久性の要求性能を確立して適切に止水している。
【００１７】
また、コンクリート表層の漏水亀裂から反応水及び止水材が流出することを観測することで、漏水亀裂中にも止水材が注入されていることを確認できる。
【００１８】
請求項２に記載の発明である親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、請求項１に記載の高圧注入止水工法において、コンクリート表層の漏水亀裂を、漏水亀裂と漏水亀裂を横断する密閉室とに止水材注入孔から反応水を加圧注入して湿潤した後に封鎖することを特徴としており、上記機能に加えて、コンクリート表層の漏水亀裂から反応水が流出することを観測することで、止水材注入孔の漏水亀裂に対する横断を確認できる。
【００１９】
請求項３に記載の発明である親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、請求項１又は２に記載の高圧注入止水工法において、止水材を漏水亀裂と漏水亀裂を横断する密閉室とに反応水を加圧注入した後に加圧注入することを特徴としており、上記機能に加えて、止水材の発泡圧及び体積膨張の発生を促進して漏水亀裂の狭間中に浸入・硬化して亀裂を密封する機能を更に強化している。
【００２０】
請求項４に記載の発明である親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の高圧注入止水工法において、止水材を、１０〜２０ＭＰａの圧力で密閉室内と漏水亀裂とに注入することを特徴としており、上記機能に加えて、発泡前の止水材を漏水亀裂の狭間中に適切に浸入させている。
【００２１】
請求項５に記載の発明である親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、請求項１乃至４のいずれかに記載の高圧注入止水工法において、止水材の充填注入量を、浸入水との化学反応で発揮される発泡倍率を勘案して決定することを特徴としており、上記機能に加えて、止水材の使用量を適切に調整することができる。
【００２２】
本発明による止水材は、上記の各高圧注入止水工法に用いるものであって、親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水材において、粘度を７００〜１４００ｍＰａ・ｓにすることを特徴としており、大型コンクリート構造物における漏水亀裂に対しても注入充填性を良くして、止水接着性や耐久性に優れた止水を確立している。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明による親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、コンクリート構造物の漏水亀裂に対してコンクリート表層から所定の角度に止水材注入孔を削孔して、漏水亀裂を横断した状態で止水材を保留する密閉室を形成すると共に密閉室に亀裂補強部材を挿入して置き、次いで、コンクリート表層の漏水亀裂を封鎖すると共に止水材注入孔に逆流防止弁付注入プラグを装着し、しかる後に注入プラグから親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水材を加圧注入して密閉室内と漏水亀裂とに所定量充填し、止水材を浸入水との化学反応で発泡させながら漏水亀裂内に浸透させることを基本にして、具体的には、漏水亀裂に対する注入確認孔を、コンクリート表層から所定の角度で止水材注入孔よりもコンクリート表層側に漏水亀裂を横断した状態に削孔したり、コンクリート表層の漏水亀裂を、漏水亀裂と漏水亀裂を横断する密閉室とに止水材注入孔から反応水を加圧注入して湿潤した後に封鎖したり、止水材は、漏水亀裂と漏水亀裂を横断する密閉室とに反応水を１０〜２０ＭＰａの圧力で注入した後に加圧注入し、その充填注入量を、浸入水との化学反応で発揮される発泡倍率を勘案して決定することを特徴としている。
【００２４】
以下に、本発明による高圧注入止水工法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図１は、大きな壁厚のコンクリート壁に本発明による高圧注入止水工法を適用する実施の形態図であり、図１（ａ）は、コンクリート壁面に発生しているひび割れによる漏水亀裂に止水材注入孔を削孔する工程を示している。
【００２６】
コンクリート壁１の内側から行われる止水材注入孔２の削孔は、ひび割れ３の不連続面に対して約６０度の角度で、直径１０ｍｍの止水注入孔２が不連続面を横断するように開けており、止水材４を保留するための密閉室５を形成している。止水材注入孔２は、本実施の形態の場合にコンクリート壁１の中心位置より奥まった壁厚の約２／３の位置に開けており、注入孔の配置は、ひび割れや打ち継ぎ面に対して千鳥状に行っている。
【００２７】
尚、ドリルの削孔深さは、確実に不連続面を横断することを考慮して不連続面までの推測距離よりも、更に１００ｍｍ以上奥の位置にまで削孔している。
【００２８】
図１（ｂ）は、次工程の逆流防止弁付注入プラグを装着する状態を示しているが、止水材注入孔２を削孔した後には、必要に応じて止水材注入孔２の内部に残存しているコンクリート粉をエアーブローによって入念に除去している。
【００２９】
本工程では、止水材注入孔２の開口部６に逆流防止弁付注入プラグ７を装着するが、この際には、密閉室５に亀裂補強部材１１を挿入して置くと共に、急結セメント８等でひび割れ３の表面を封鎖している。これによって、止水材が開口部６から注入される場合には、コンクリート壁１のひび割れ３から内側に漏洩することのないように防止することで、高圧注入されて発泡によって体積膨張した止水材が、コンクリート躯体の外側まで奥深く充填されることになる。
【００３０】
又、密閉室５に挿入配置された亀裂補強部材１１は、ひび割れ３の不連続面を横断するように止水材注入孔２に固着されているので、ひび割れ３の不連続面が相互に移動しようとしても亀裂補強部材１１がこれを阻止するように作用することから、充填された止水材は長期の耐久性を確立することになる。
【００３１】
そして、亀裂補強部材１１は、以上のように機械的強度を確保できるものであれば充分であるから、全ねじボルトもしくは外周全面に多数の穴明きが形成された中空パイプであっても採用可能であり、その材質に関しても鉄鋼材、非鉄金属材等に限定されるものでなく、所望の強度を発揮できるカーボン繊維複合材やアラミド繊維等の合成樹脂であっても適応できるものである。
【００３２】
図１（ｃ）は、止水材を密閉室及びひび割れの不連続面に注入されるための前工程を示している。
本工程では、水９を逆流防止弁付注入プラグ７から圧力５〜１０ＭＰａで注入しており、密閉室５とひび割れ３の不連続面とに止水材４の発泡硬化の反応に充分な水９を予め供給している。
【００３３】
尚、止水材注入孔２がひび割れ３の不連続面と接続しているか否かを確認しながら、浸入水を排水すると同時に、止水材の充填状況を確認するための施工については、後述の他の実施形態において説明する。
【００３４】
図１（ｄ）は、止水材を密閉室及びひび割れの不連続面に注入する工程を示している。
本実施の形態では、止水材４を圧力１０〜２０ＭＰａで止水材注入孔２に注入しており、所定の注入量を充填した後に以降に配置されている次の逆流防止弁付注入プラグ７に移って、順次に高圧注入をして行く。本発明による止水材４は、全ての注入が終了してひび割れ３と密閉室５に保留された後には、ひび割れ３と密閉室５とに供給されている水９やコンクリート躯体の外側から浸透してくる水と化学反応することで、硬化する前に発泡し体積膨張する。
【００３５】
この体積膨張によって、止水材５はひび割れ３のコンクリート躯体外側の隅々まで確実に浸透して行き、ひび割れ３の全域を完全に止水すると同時に亀裂補強部材１１をひび割れ３の不連続面を横断するように止水材注入孔２に固着するものである。
【００３６】
止水材の硬化は、体積膨張の終了後に開始されるが、所定の養生期間を経て止水材が硬化した後には、図１（ｅ）に示すように逆流防止弁付注入プラグ７の頭部を折ると共に急結セメント８も撤去して、コンクリート壁１を補修モルタル等で仕上げている。
【００３７】
以上のように、本発明による高圧注入止水工法は、ひび割れのコンクリート壁内側の表面を封鎖することで、止水材は高圧注入されると共に発泡による体積膨張を発生させることによってコンクリート躯体の外側まで奥深く充填されると同時に、亀裂補強部材の挿入によって長期の耐久性を確立することになり、大型コンクリート構造物であってもひび割れ部や打ち継ぎ部等の漏水亀裂に対する注入充填性、止水接着性及び耐久性の要求性能が確立して適切な止水を達成している。
【００３８】
次に、本発明による高圧注入止水工法の他の実施形態について説明する。
本実施の形態は、漏水亀裂に対する注入確認孔をコンクリート表層から所定の角度で止水材注入孔よりもコンクリート表層側に漏水亀裂を横断した状態に削孔することを特徴にしており、上記実施の形態の機能に加えて、コンクリート表層の漏水亀裂から反応水及び止水材が流出することを観測することで、漏水亀裂中にも止水材が注入されていることを確認することができる。
【００３９】
図２は、コンクリート壁の漏水亀裂に注入確認孔を削孔する実施の形態図であり、図２（ａ）は、コンクリート壁面に発生しているひび割れに止水材注入孔と注入確認孔を削孔する工程を示している。
【００４０】
本実施の形態では、上記実施の形態と同様に止水材注入孔２を削孔すると共に、注入確認孔１０を止水材注入孔２よりもコンクリート表層側に位置しているひび割れ３の不連続面を横断させるように、コンクリート表層から所定の角度で開けている。注入確認孔１０は、コンクリート壁１の表面から約１００ｍｍ入った位置に不連続面を横断するように開けられており、注入確認孔１０の不連続面との開口が、コンクリート壁１に開けられる止水材注入孔２の不連続面との開口位置よりも手前の位置に形成されている。
【００４１】
これによって、ひび割れ３の不連続面に浸透している浸入水を排水すると同時に、止水材５を止水材注入孔２から注入した際の充填性を良くしつつ、充填状況を確認することも可能になるものである。
【００４２】
図２（ｂ）は、逆流防止弁付注入プラグを装着する状態を示しているが、上記実施の形態と同様に、必要に応じて止水材注入孔２の内部に残存しているコンクリート粉をエアーブローによって入念に除去している。
【００４３】
止水材注入孔２の開口部６に逆流防止弁付注入プラグ７を装着する際には、ひび割れ３の表面を急結セメント８等で封鎖しているが、本工程では注入確認孔１０が開放されていることで、浸入水が排水されると同時に次工程において確認されるように止水材注入孔２がひび割れ３の不連続面と接続していることと止水材の充填状況を確認できるようにしている。
【００４４】
図２（ｃ）は、止水材注入孔がひび割れの不連続面と接続していることを確認し、止水材を密閉室及びひび割れの不連続面に注入する際に止水材の充填状況を確認する工程を示している。
【００４５】
本工程では、水９を逆流防止弁付注入プラグ７から圧力５〜１０ＭＰａで注入するものであり、注入された水９は、止水材注入孔２から密閉室５とひび割れ３の不連続面とに浸透して不連続面の全域に行き渡ることから、注入確認孔１０からも流出することになって、止水材注入孔２がひび割れ３の不連続面と接続していることと止水材４の発泡硬化に充分な水が予め供給されたことを確認できる。
【００４６】
又、本工程に次いで上記実施の形態と同様に、止水材４を圧力１０〜２０ＭＰａで止水材注入孔２から注入するが、最初の注入はあくまでも止水材注入孔２がひび割れ３の不連続面と接続していることの再確認のものである。
【００４７】
即ち、止水材４がひび割れ３の不連続面に高圧で注入されると、浸入水圧力が作用しているコンクリート躯体の外側よりも浸透し易い注入確認孔１０から止水材４が先ず流出することになるが、これによって、ひび割れ３の不連続面が止水材によって充分に充填されることが確認されることになる。
【００４８】
本実施の形態では、止水材４の流出が確認されたところで止水材４が流出しないように注入確認孔１０を木綿や木品あるいはゴム栓等で塞ぐものであり、この封鎖後において所定の注入量を充填するものである。
【００４９】
従って、止水材４は、上記実施の形態と同様に化学反応して発泡すると共に、必要とする充分な体積膨張でコンクリート躯体の外側まで奥深く浸透された後に硬化することになって、亀裂補強部材１１をひび割れ３の不連続面を横断するように止水材注入孔２に固着すると同時に適切な止水を確立することになる。
【００５０】
さらに、他の実施の形態では、止水材注入孔から漏水亀裂と漏水亀裂を横断する密閉室とに反応水を加圧注入することで湿潤させた後に、コンクリート表層の漏水亀裂を封鎖することを特徴としており、上記実施の形態の機能に加えて、コンクリート表層の漏水亀裂から反応水が流出することを観測するだけで止水材注入孔が漏水亀裂を確実に横断していることを確認できる。
【００５１】
図３は、コンクリート壁の漏水亀裂を止水材注入孔が横断していることを確認する他の実施の形態図である。
【００５２】
本実施の形態では、水９を逆流防止弁付注入プラグ７から圧力５〜１０ＭＰａで注入するのに、コンクリート壁の表面に現れているひび割れ３を急結セメント等で封鎖していない。従って、注入された水９は、止水材注入孔２から密閉室５とひび割れ３の不連続面とに浸透して不連続面の全域に行き渡るが、コンクリート壁の表面に現れているひび割れ３からも流出することになるので、止水材注入孔２がひび割れ３の不連続面と接続していることと止水材４の発泡硬化に充分な水が予め供給されたことを確認できる。
【００５３】
そして、上記確認に次いで行われる止水材４の注入は、コンクリート壁の表面に現れているひび割れ３を急結セメント等で封鎖した後に行うものであるから、止水材４の所定量をひび割れ３の不連続面に高圧で注入すると、上記実施の形態と同様に化学反応して発泡するものであり、体積膨張でコンクリート躯体の外側まで奥深く浸透された後に硬化すると同時に、亀裂補強部材１１をひび割れ３の不連続面を横断するように止水材注入孔２に固着することになる。
【００５４】
以上のように、本発明による親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、下記のように施工性、注入充填性、止水接着性及び耐久性に優れているので、漏水しているひび割れの止水効果に優れ、亀裂補強部材の挿入によって長期の止水耐久性が期待でき、併せて、工期の短縮、美麗な仕上がりも確保されるので、大きな壁厚のコンクリート躯体への施工が容易に違成できる。
【００５５】
▲１▼ ひび割れや打ち継ぎ部の表面をシールしての高圧注入なので、圧力が止水材に無駄なく伝って狭いひび割れの隅々まで注入できる。
▲２▼ 硬化反応が緩やかで高圧注入後の発泡膨張圧で浸透が行われるので狭いひび割れの隅々まで止水できる。
【００５６】
次に本発明による高圧注入止水工法に用いる止水材について説明する。
本発明による止水材は、親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水材において、常温で粘度を７００〜１４００ｍＰａ・ｓにすることを特徴としており、大型コンクリート構造物における漏水亀裂に対しても注入充填性を良くして、止水接着性や耐久性に優れた止水を確立している。
【００５７】
本発明による止水材は、親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分とするものであるが、この親水性一液型ポリウレタンプレポリマーは、基本的に水と反応して発泡硬化する性状を有しており、例えば、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレングリコールアルキルエーテル、ポリアルキレングリコールアリールエーテル、ポリアルキレングリコールアルキルアリールエーテル、あるいはポリアルキレングリコールとポリアルキレングリコールの有機酸エステルとの混合物と、イソシアネート基を有する有機化合物とを反応させた反応生成物である。
【００５８】
ここで、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレングリコールアルキルエーテル、ポリアルキレングリコールアリールエーテル、ポリアルキレングリコールアルキルアリールエーテルはエチレンオキシド、もしくはプロピレンオキシドの重合体あるいはこれらの共重合体で、分子量は１０００〜１００００である。また、ポリアルキレングリコールの有機酸エステルとは、前記ポリアルキレングリコールの多価カルポン酸エステルであって、多価カルボン酸の具体例としては、マレイン酸、アジピン酸、フタール酸等が挙げられる。
【００５９】
上記ポリアルキレングリコール、ポリアルキレングリコールアルキルエーテル、ポリアルキレングリコールアリールエーテル、ポリアルキレングリコールアルキルアリールエーテル、あるいはこれとポリアルキレングリコールの有機酸エステルとの混合物と反応する前記イソシアネート基を有する化合物としては、イソシアネート基を少なくとも2つ以上有する化合物であって、具体的には、トリレンジイソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネート(ポリメチレンポリフェニレンイソシアネート)、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。なかでも、トリレンジイソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネートは硬化速度を制御するのに好ましい。
【００６０】
ポリアルキレングリコール、ポリアルキレングリコールアルキルエーテル、ポリアルキレングリコールアリールエーテル、ポリアルキレングリコールアルキルアリールエーテル、あるいはポリアルキレングリコールとポリアルキレングリコールの有機酸エステルとの混合物と、イソシアネート基を有する有機化合物との割合は、前者の水酸基1個当たりイソシアネート基1〜１０個となる範囲で反応させるのが好ましい。前者の水酸基を1個当たり、イソシアネート基を1個未満の割合で反応させると、重合度が低下し硬化性が劣るので好ましくない。又、１０個以上では、重合速度が速くなって硬化速度のコントロールが難しい等の理由により好ましくない。
【００６１】
親水性一液型ポリウレタンプレポリマーの反応方法は、一般的な公知の方法で反応させているものであり、親水性一液型ポリウレタンプレポリマー（２Ｒ−ＮＣＯ）が水（Ｈ2Ｏ）と接して炭酸ガス（ＣＯ2）を発生させる化学反応を進行させて、発泡膨張しながら硬化物（Ｒ−ＮＨＣＯＮＨ）に成る反応式は、以下の通りである。
２Ｒ−ＮＣＯ ＋ Ｈ2Ｏ → Ｒ−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ ＋ ＣＯ2
【００６２】
本実施の形態では、親水性一液型ポリウレタンプレポリマーの粘度を７００〜１４００ｍＰａ・ｓに調整しており、この他にも以下の各種特性を発揮出来るように調合している。
【００６３】
○ 比重 １．１６ ｇ／ｃｍ3
○ 見かけ密度 ０．０９ ｇ／ｃｍ2
○ 圧縮強さ ０．１５〜０．１９ ＭＰａ
○ 曲げ強さ ０．４１〜０．６１ ＭＰａ
○ 独立気泡率 ７７．８〜８０．２ ％
○ 温度―粘度特性 図４
【００６４】
従来の親水性一液型ポリウレタンプレポリマーと本発明による親水性一液型ポリウレタンプレポリマーの一般用、冬季用とを比較して示している。
【００６５】
○ 発泡速度 図５ 一般用（ａ）、冬季用（ｂ）
親水性一液型ポリウレタンプレポリマーは、反応が高温度になるに伴って早くなるので、温度の上昇と共に発泡時間が短くなっている。
【００６６】
○ 発泡倍率 図６ 一般用（ａ）、冬季用（ｂ）
親水性一液型ポリウレタンプレポリマーの発泡倍率は、温度が高くなるほど大きく、水の混合割合が大きいと発泡倍率が小さくなる傾向を示しており、水質による差は見られていない。
【００６７】
○ 発泡を押さえた硬化物の引張強度 ３５〜４２ ＭＰａ
【００６８】
本発明による止水材は、親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にして以上の特性を備えていることで、壁厚の大きいコンクリート構造物に発生するひび割れや打継ぎ部の不連続面に対しても、親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にしている止水材は、止水材注入孔に装着される逆流防止弁付注入プラグから高圧で注入される際に浸透し易いように構成されているものであり、これによって、止水材は、湿潤面への接着性、硬化物の強度特性と引張強度とに優れた止水接着系を形成できるものである。
【００６９】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法及び止水材は、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、出願時において既に公知のものを適用することによる種々の変更が可能であることは、当然のことである。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１に記載の親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、コンクリート構造物の漏水亀裂に対してコンクリート表層から所定の角度で止水材注入孔を削孔することにより、漏水亀裂を横断した状態で止水材を保留する密閉室を形成すると共に、漏水亀裂に対してコンクリート表層から所定の角度で削孔することにより、止水材注入よりもコンクリート表層側となる位置で漏水亀裂を横断する注入確認孔を形成し、次いで、密閉室に亀裂補強部材を挿入した状態でコンクリート表層の漏水亀裂を封鎖すると共に止水材注入孔に逆流防止弁付注入プラグを装着し、しかる後に注入プラグから親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水材を加圧注入して密閉室内と漏水亀裂とに所定量充填し、止水材を浸入水との化学反応で発泡させながら漏水亀裂内に浸透させることを特徴としているので、下記のように漏水しているひび割れの具体的な止水効果に優れ、亀裂補強部材の挿入によって長期の止水耐久性が期待できると共に工期の短縮、美麗な仕上がりも確保されて大きな壁厚のコンクリート躯体への施工が容易に違成でき、注入充填性、止水接着性及び耐久性の要求性能を確立して適切に止水できる効果を発揮している。
【００７１】
▲１▼ ひび割れや打ち継ぎ部の表面をシールしての高圧注入なので、圧力が止水材に無駄なく伝って狭いひび割れの隅々まで注入できる。
▲２▼ 硬化反応が緩やかで高圧注入後の発泡膨張圧で浸透が行われるので、狭いひび割れの隅々まで止水できる。
【００７２】
また、コンクリート表層の漏水亀裂から反応水及び止水材が流出することを観測することで、漏水亀裂中にも止水材が注入されていることを確認できる効果を発揮している。
【００７３】
請求項２に記載の親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、請求項１に記載の高圧注入止水工法において、コンクリート表層の漏水亀裂を、漏水亀裂と漏水亀裂を横断する密閉室とに止水材注入孔から反応水を加圧注入して湿潤した後に封鎖することを特徴としているので、上記効果に加えて、コンクリート表層の漏水亀裂から反応水が流出することを観測することで、止水材注入孔の漏水亀裂に対する横断を確認できる効果を発揮している。
【００７４】
請求項３に記載の親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、請求項１又は２に記載の高圧注入止水工法において、止水材を漏水亀裂と漏水亀裂を横断する密閉室とに反応水を加圧注入した後に加圧注入することを特徴としているので、上記効果に加えて、止水材の発泡圧及び体積膨張の発生を促進して漏水亀裂の狭間中に浸入・硬化して亀裂を密封する機能を更に強化できる効果を発揮している。
【００７５】
請求項４に記載の親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の高圧注入止水工法において、止水材を、１０〜２０ＭＰａの圧力で密閉室内と漏水亀裂とに注入することを特徴としているので、上記効果に加えて、発泡前の止水材を漏水亀裂の狭間中に適切に浸入できる効果を発揮している。
【００７６】
請求項５に記載の親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、請求項１乃至４のいずれかに記載の高圧注入止水工法において、止水材の充填注入量を、浸入水との化学反応で発揮される発泡倍率を勘案して決定することを特徴としているので、上記効果に加えて、止水材の使用量を適切に調整できる効果を発揮している。
【００７７】
本発明による止水材は、上記の各高圧注入止水工法に用いるものであって、親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水材において、粘度を７００〜１４００ｍＰａ・ｓにすることを特徴としているので、大型コンクリート構造物における漏水亀裂に対しても注入充填性を良くして止水接着性や耐久性に優れた止水を確立でき、湿潤面への接着性、硬化物の強度特性と引張強度に優れた止水接着系を形成できる効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高圧注入止水工法を壁厚の大きなコンクリート壁に適用した実施の形態図
【図２】本発明による高圧注入止水工法を壁厚の大きなコンクリート壁に適用した他の実施の形態図
【図３】本発明による高圧注入止水工法を壁厚の大きなコンクリート壁に適用した他の実施の形態図
【図４】本発明による止水材の温度―粘度特性図
【図５】本発明による止水材の発泡速度図
【図６】本発明による止水材の発泡倍率図
【図７】従来の壁厚の大きなコンクリート壁に対する高圧注入止水施工図
【符号の説明】
１ コンクリート壁、 ２ 止水材注入孔、 ３ ひび割れ、 ４ 止水材、
５ 密閉室、 ６ 開口部、 ７ 逆流防止弁付注入プラグ、
８ 急結セメント、 ９ 水、 １０ 注入確認孔、 １１ 亀裂補強部材、
２０ コンクリート壁面、 ２１ 打継ぎ部、 ２２ 開口位置、
２３ 中心位置、 ２４ 注入穴、 ２５ 開口部、 ２６ 注入具、
２７ 底部、 ２８ 加圧域、 ２９ 充填材、 ３０ 流出、
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物におけるひび割れ部や打ち継ぎ部等の漏水亀裂を適切に止水できる親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法及び止水材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
漏水しているコンクリート壁体の止水を行うためには、以下の性能を具備したものでなければならない。
（１）打ち継ぎやひび割れの不連続部の奥深くまで注入できること(注入充填性)。
（２）湿潤コンクリート面と良く接着すること(止水接着性)。
（３）耐アルカリ性などに優れていること(耐久性)。
【０００３】
このために、従来の止水方法は、コンクリート構造物おけるひび割れ部や打ち継ぎ部等の漏水亀裂に、湿気硬化型ポリウレタンプレポリマーから成る注入剤を高圧力で注入し、水との反応によって硬化させながら漏水を止めているが、単にポリウレタンプレポリマーが水と反応硬化することを利用して漏水亀裂に大量の注入剤を注入して急速に硬化させるために、注入剤中にポリウレタンプレポリマーの反応速度を高める触媒や発泡促進剤の添加が積極的に行なわれている。
【０００４】
しかして、この方法は、コンクリート構造物の表層部には急速に硬化体が形成されるが、コンクリート構造物の内部にまでは浸入せずに微細な亀裂は放置されるので、コンクリート構造物中の微細なクラックの接着や、漏水で低下したコンクリート構造物自体の物理的強度及び水密性の回復は図られていなかった。
【０００５】
そこで、従来の止水方法における問題点を解決して経済的で確実に止水すると共にコンクリート構造物自体の強度及び水密性をも回復するような止水方法も提供されている。
【０００６】
提案された止水方法は、コンクリート構造物の漏水亀裂に沿わせて密閉室を形成し、この密閉室に親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水用注入剤を所定量注入して、その後に密閉室を閉塞して保留・放置するものであり、親水性一液型ポリウレタンプレポリマーとコンクリート構造物中の漏水とが漸次反応することで、その発泡圧及び体積膨張によって漏水亀裂の狭間中に浸入・硬化して亀裂を密封、接着している。そして、本止水方法は、止水用注入剤をコンクリート構造物の内部にまで浸入させながら微細なクラックを確実に接着することで、漏水で低下したコンクリート構造物自体の物理的強度と水密性を回復させている。（例えば、特許文献１参照）
【０００７】
【特許文献１】
特公平６−７８５２０号公報（第１頁、特許請求の範囲の項、第４頁左欄末行から９行〜第５頁左欄第７行、図１、２）
【０００８】
しかして、本止水方法に用いる親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水用注入剤は、充分な圧縮強度と曲げ強さ及び硬化膜の充分な引張強さを発揮しているが、その粘度は２８００ｍＰａ・ｓ程度に調整されていることと止水用注入剤の漏水亀裂への浸入がその発泡圧と体積膨張のみによっていることから、土木系の大型コンクリート構造物におけるひび割れ部や打ち継ぎ部等の漏水亀裂に対して止水用注入剤を充分に浸入させるのには、状況によって困難さが伴っていた。
【０００９】
一方、大型コンクリート構造物に対する止水方法も下記例のように提案されている。
本工法では、図７に施工の概要を示すように、コンクリート壁面２０の内側から穿孔して打継ぎ部２１（又はひび割れ部）による空隙部の中心部を貫通させながら、その開口位置２２がコンクリート厚みの中心位置２３になるような注入穴２４を穿けている。（図７（Ａ）、（Ｂ））次いで、この注入穴２４の開口部２５に注入具２６を装着して注入穴の底部２７と注入具２６との間に加圧域２８を形成して、この加圧域２８に注入具２６から充填材２９を１００〜３５０ｋｇ／ｃｍ2の注入圧力で注入している。（図７（Ｃ）、（Ｄ））
【００１０】
又、充填材２９は、疎水性ポリイソシアネートもしくは親水性ポリイソシアネートが採用されており、コンクリート壁面２０の内側に流出する３０まで注入されて、打継ぎ部２１（又はひび割れ部）の空隙部に溜まっている水を排出すると共に空隙部を充填材２９で置換させている。（図７（Ｅ））
【００１１】
そして、注入後の充填材は、養生されることで打継ぎ部（又はひび割れ部）の空隙部で硬化するものであり、この段階に至って注入穴の開口部２５から注入具２６を取り外してコンクリート壁面２０の仕上げ３１が行われている。（図７（Ｆ））
【００１２】
従って、充填材である疎水性ポリイソシアネートもしくは親水性ポリイソシアネートには、反応速度を高める触媒や硬化促進剤が添加されていることで環境問題が危惧されると共に、方法的にも以下の問題点を抱えている。
【００１３】
(１)コンクリート厚みの中心位置に注入孔を設けても、打ち継ぎ部やひび割れ部を塞がずに注入するので、圧力を伴った浸入水の作用で地盤側には充填材が入り難く室内側には注入し易いために、室内側に流出しても奥の方には充填され無い場合が多くなり注入充填性が良くない。
（２）疎水性ポリイソシアネート、親水性ポリイソシアネート等のポリウレタン系充填材は、発泡圧も無く低強度で接着性と耐久性が好ましくないので、高耐久で信頼性の高い止水接着性を形成し難く再漏水の危険が大きい。（例えば、特許文献２参照）
【００１４】
【特許文献２】
特許第３３０６３７５号公報（識別記号「０００９」〜「００１７」末行、図１、３）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の状況に鑑みて提案するものであり、マスコンクリートにおけるひび割れ部や打ち継ぎ部等の漏水亀裂に対しても、注入充填性、止水接着性及び長期に亘る耐久性の要求性能を確立しながら適切に止水できる親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法及び止水材を提供している。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明である親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、コンクリート構造物に対する親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水材の注入止水工法において、コンクリート構造物の漏水亀裂に対してコンクリート表層から所定の角度で止水材注入孔を削孔することにより、漏水亀裂を横断した状態で止水材を保留する密閉室を形成すると共に、漏水亀裂に対してコンクリート表層から所定の角度で削孔することにより、止水材注入よりもコンクリート表層側となる位置で漏水亀裂を横断する注入確認孔を形成し、次いで、密閉室に亀裂補強部材を挿入した状態でコンクリート表層の漏水亀裂を封鎖すると共に止水材注入孔に逆流防止弁付注入プラグを装着し、しかる後に注入プラグから親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水材を加圧注入して密閉室内と漏水亀裂とに所定量充填し、止水材を浸入水との化学反応で発泡させながら漏水亀裂内に浸透させることを特徴としており、大型コンクリート構造物におけるひび割れ部や打ち継ぎ部等の漏水亀裂に対しても注入充填性、止水接着性及び長期に亘る耐久性の要求性能を確立して適切に止水している。
【００１７】
また、コンクリート表層の漏水亀裂から反応水及び止水材が流出することを観測することで、漏水亀裂中にも止水材が注入されていることを確認できる。
【００１８】
請求項２に記載の発明である親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、請求項１に記載の高圧注入止水工法において、コンクリート表層の漏水亀裂を、漏水亀裂と漏水亀裂を横断する密閉室とに止水材注入孔から反応水を加圧注入して湿潤した後に封鎖することを特徴としており、上記機能に加えて、コンクリート表層の漏水亀裂から反応水が流出することを観測することで、止水材注入孔の漏水亀裂に対する横断を確認できる。
【００１９】
請求項３に記載の発明である親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、請求項１又は２に記載の高圧注入止水工法において、止水材を漏水亀裂と漏水亀裂を横断する密閉室とに反応水を加圧注入した後に加圧注入することを特徴としており、上記機能に加えて、止水材の発泡圧及び体積膨張の発生を促進して漏水亀裂の狭間中に浸入・硬化して亀裂を密封する機能を更に強化している。
【００２０】
請求項４に記載の発明である親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の高圧注入止水工法において、止水材を、１０〜２０ＭＰａの圧力で密閉室内と漏水亀裂とに注入することを特徴としており、上記機能に加えて、発泡前の止水材を漏水亀裂の狭間中に適切に浸入させている。
【００２１】
請求項５に記載の発明である親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、請求項１乃至４のいずれかに記載の高圧注入止水工法において、止水材の充填注入量を、浸入水との化学反応で発揮される発泡倍率を勘案して決定することを特徴としており、上記機能に加えて、止水材の使用量を適切に調整することができる。
【００２２】
本発明による止水材は、上記の各高圧注入止水工法に用いるものであって、親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水材において、粘度を７００〜１４００ｍＰａ・ｓにすることを特徴としており、大型コンクリート構造物における漏水亀裂に対しても注入充填性を良くして、止水接着性や耐久性に優れた止水を確立している。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明による親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、コンクリート構造物の漏水亀裂に対してコンクリート表層から所定の角度に止水材注入孔を削孔して、漏水亀裂を横断した状態で止水材を保留する密閉室を形成すると共に密閉室に亀裂補強部材を挿入して置き、次いで、コンクリート表層の漏水亀裂を封鎖すると共に止水材注入孔に逆流防止弁付注入プラグを装着し、しかる後に注入プラグから親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水材を加圧注入して密閉室内と漏水亀裂とに所定量充填し、止水材を浸入水との化学反応で発泡させながら漏水亀裂内に浸透させることを基本にして、具体的には、漏水亀裂に対する注入確認孔を、コンクリート表層から所定の角度で止水材注入孔よりもコンクリート表層側に漏水亀裂を横断した状態に削孔したり、コンクリート表層の漏水亀裂を、漏水亀裂と漏水亀裂を横断する密閉室とに止水材注入孔から反応水を加圧注入して湿潤した後に封鎖したり、止水材は、漏水亀裂と漏水亀裂を横断する密閉室とに反応水を１０〜２０ＭＰａの圧力で注入した後に加圧注入し、その充填注入量を、浸入水との化学反応で発揮される発泡倍率を勘案して決定することを特徴としている。
【００２４】
以下に、本発明による高圧注入止水工法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図１は、大きな壁厚のコンクリート壁に本発明による高圧注入止水工法を適用する実施の形態図であり、図１（ａ）は、コンクリート壁面に発生しているひび割れによる漏水亀裂に止水材注入孔を削孔する工程を示している。
【００２６】
コンクリート壁１の内側から行われる止水材注入孔２の削孔は、ひび割れ３の不連続面に対して約６０度の角度で、直径１０ｍｍの止水注入孔２が不連続面を横断するように開けており、止水材４を保留するための密閉室５を形成している。止水材注入孔２は、本実施の形態の場合にコンクリート壁１の中心位置より奥まった壁厚の約２／３の位置に開けており、注入孔の配置は、ひび割れや打ち継ぎ面に対して千鳥状に行っている。
【００２７】
尚、ドリルの削孔深さは、確実に不連続面を横断することを考慮して不連続面までの推測距離よりも、更に１００ｍｍ以上奥の位置にまで削孔している。
【００２８】
図１（ｂ）は、次工程の逆流防止弁付注入プラグを装着する状態を示しているが、止水材注入孔２を削孔した後には、必要に応じて止水材注入孔２の内部に残存しているコンクリート粉をエアーブローによって入念に除去している。
【００２９】
本工程では、止水材注入孔２の開口部６に逆流防止弁付注入プラグ７を装着するが、この際には、密閉室５に亀裂補強部材１１を挿入して置くと共に、急結セメント８等でひび割れ３の表面を封鎖している。これによって、止水材が開口部６から注入される場合には、コンクリート壁１のひび割れ３から内側に漏洩することのないように防止することで、高圧注入されて発泡によって体積膨張した止水材が、コンクリート躯体の外側まで奥深く充填されることになる。
【００３０】
又、密閉室５に挿入配置された亀裂補強部材１１は、ひび割れ３の不連続面を横断するように止水材注入孔２に固着されているので、ひび割れ３の不連続面が相互に移動しようとしても亀裂補強部材１１がこれを阻止するように作用することから、充填された止水材は長期の耐久性を確立することになる。
【００３１】
そして、亀裂補強部材１１は、以上のように機械的強度を確保できるものであれば充分であるから、全ねじボルトもしくは外周全面に多数の穴明きが形成された中空パイプであっても採用可能であり、その材質に関しても鉄鋼材、非鉄金属材等に限定されるものでなく、所望の強度を発揮できるカーボン繊維複合材やアラミド繊維等の合成樹脂であっても適応できるものである。
【００３２】
図１（ｃ）は、止水材を密閉室及びひび割れの不連続面に注入されるための前工程を示している。
本工程では、水９を逆流防止弁付注入プラグ７から圧力５〜１０ＭＰａで注入しており、密閉室５とひび割れ３の不連続面とに止水材４の発泡硬化の反応に充分な水９を予め供給している。
【００３３】
尚、止水材注入孔２がひび割れ３の不連続面と接続しているか否かを確認しながら、浸入水を排水すると同時に、止水材の充填状況を確認するための施工については、後述の他の実施形態において説明する。
【００３４】
図１（ｄ）は、止水材を密閉室及びひび割れの不連続面に注入する工程を示している。
本実施の形態では、止水材４を圧力１０〜２０ＭＰａで止水材注入孔２に注入しており、所定の注入量を充填した後に以降に配置されている次の逆流防止弁付注入プラグ７に移って、順次に高圧注入をして行く。本発明による止水材４は、全ての注入が終了してひび割れ３と密閉室５に保留された後には、ひび割れ３と密閉室５とに供給されている水９やコンクリート躯体の外側から浸透してくる水と化学反応することで、硬化する前に発泡し体積膨張する。
【００３５】
この体積膨張によって、止水材５はひび割れ３のコンクリート躯体外側の隅々まで確実に浸透して行き、ひび割れ３の全域を完全に止水すると同時に亀裂補強部材１１をひび割れ３の不連続面を横断するように止水材注入孔２に固着するものである。
【００３６】
止水材の硬化は、体積膨張の終了後に開始されるが、所定の養生期間を経て止水材が硬化した後には、図１（ｅ）に示すように逆流防止弁付注入プラグ７の頭部を折ると共に急結セメント８も撤去して、コンクリート壁１を補修モルタル等で仕上げている。
【００３７】
以上のように、本発明による高圧注入止水工法は、ひび割れのコンクリート壁内側の表面を封鎖することで、止水材は高圧注入されると共に発泡による体積膨張を発生させることによってコンクリート躯体の外側まで奥深く充填されると同時に、亀裂補強部材の挿入によって長期の耐久性を確立することになり、大型コンクリート構造物であってもひび割れ部や打ち継ぎ部等の漏水亀裂に対する注入充填性、止水接着性及び耐久性の要求性能が確立して適切な止水を達成している。
【００３８】
次に、本発明による高圧注入止水工法の他の実施形態について説明する。
本実施の形態は、漏水亀裂に対する注入確認孔をコンクリート表層から所定の角度で止水材注入孔よりもコンクリート表層側に漏水亀裂を横断した状態に削孔することを特徴にしており、上記実施の形態の機能に加えて、コンクリート表層の漏水亀裂から反応水及び止水材が流出することを観測することで、漏水亀裂中にも止水材が注入されていることを確認することができる。
【００３９】
図２は、コンクリート壁の漏水亀裂に注入確認孔を削孔する実施の形態図であり、図２（ａ）は、コンクリート壁面に発生しているひび割れに止水材注入孔と注入確認孔を削孔する工程を示している。
【００４０】
本実施の形態では、上記実施の形態と同様に止水材注入孔２を削孔すると共に、注入確認孔１０を止水材注入孔２よりもコンクリート表層側に位置しているひび割れ３の不連続面を横断させるように、コンクリート表層から所定の角度で開けている。注入確認孔１０は、コンクリート壁１の表面から約１００ｍｍ入った位置に不連続面を横断するように開けられており、注入確認孔１０の不連続面との開口が、コンクリート壁１に開けられる止水材注入孔２の不連続面との開口位置よりも手前の位置に形成されている。
【００４１】
これによって、ひび割れ３の不連続面に浸透している浸入水を排水すると同時に、止水材５を止水材注入孔２から注入した際の充填性を良くしつつ、充填状況を確認することも可能になるものである。
【００４２】
図２（ｂ）は、逆流防止弁付注入プラグを装着する状態を示しているが、上記実施の形態と同様に、必要に応じて止水材注入孔２の内部に残存しているコンクリート粉をエアーブローによって入念に除去している。
【００４３】
止水材注入孔２の開口部６に逆流防止弁付注入プラグ７を装着する際には、ひび割れ３の表面を急結セメント８等で封鎖しているが、本工程では注入確認孔１０が開放されていることで、浸入水が排水されると同時に次工程において確認されるように止水材注入孔２がひび割れ３の不連続面と接続していることと止水材の充填状況を確認できるようにしている。
【００４４】
図２（ｃ）は、止水材注入孔がひび割れの不連続面と接続していることを確認し、止水材を密閉室及びひび割れの不連続面に注入する際に止水材の充填状況を確認する工程を示している。
【００４５】
本工程では、水９を逆流防止弁付注入プラグ７から圧力５〜１０ＭＰａで注入するものであり、注入された水９は、止水材注入孔２から密閉室５とひび割れ３の不連続面とに浸透して不連続面の全域に行き渡ることから、注入確認孔１０からも流出することになって、止水材注入孔２がひび割れ３の不連続面と接続していることと止水材４の発泡硬化に充分な水が予め供給されたことを確認できる。
【００４６】
又、本工程に次いで上記実施の形態と同様に、止水材４を圧力１０〜２０ＭＰａで止水材注入孔２から注入するが、最初の注入はあくまでも止水材注入孔２がひび割れ３の不連続面と接続していることの再確認のものである。
【００４７】
即ち、止水材４がひび割れ３の不連続面に高圧で注入されると、浸入水圧力が作用しているコンクリート躯体の外側よりも浸透し易い注入確認孔１０から止水材４が先ず流出することになるが、これによって、ひび割れ３の不連続面が止水材によって充分に充填されることが確認されることになる。
【００４８】
本実施の形態では、止水材４の流出が確認されたところで止水材４が流出しないように注入確認孔１０を木綿や木品あるいはゴム栓等で塞ぐものであり、この封鎖後において所定の注入量を充填するものである。
【００４９】
従って、止水材４は、上記実施の形態と同様に化学反応して発泡すると共に、必要とする充分な体積膨張でコンクリート躯体の外側まで奥深く浸透された後に硬化することになって、亀裂補強部材１１をひび割れ３の不連続面を横断するように止水材注入孔２に固着すると同時に適切な止水を確立することになる。
【００５０】
さらに、他の実施の形態では、止水材注入孔から漏水亀裂と漏水亀裂を横断する密閉室とに反応水を加圧注入することで湿潤させた後に、コンクリート表層の漏水亀裂を封鎖することを特徴としており、上記実施の形態の機能に加えて、コンクリート表層の漏水亀裂から反応水が流出することを観測するだけで止水材注入孔が漏水亀裂を確実に横断していることを確認できる。
【００５１】
図３は、コンクリート壁の漏水亀裂を止水材注入孔が横断していることを確認する他の実施の形態図である。
【００５２】
本実施の形態では、水９を逆流防止弁付注入プラグ７から圧力５〜１０ＭＰａで注入するのに、コンクリート壁の表面に現れているひび割れ３を急結セメント等で封鎖していない。従って、注入された水９は、止水材注入孔２から密閉室５とひび割れ３の不連続面とに浸透して不連続面の全域に行き渡るが、コンクリート壁の表面に現れているひび割れ３からも流出することになるので、止水材注入孔２がひび割れ３の不連続面と接続していることと止水材４の発泡硬化に充分な水が予め供給されたことを確認できる。
【００５３】
そして、上記確認に次いで行われる止水材４の注入は、コンクリート壁の表面に現れているひび割れ３を急結セメント等で封鎖した後に行うものであるから、止水材４の所定量をひび割れ３の不連続面に高圧で注入すると、上記実施の形態と同様に化学反応して発泡するものであり、体積膨張でコンクリート躯体の外側まで奥深く浸透された後に硬化すると同時に、亀裂補強部材１１をひび割れ３の不連続面を横断するように止水材注入孔２に固着することになる。
【００５４】
以上のように、本発明による親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、下記のように施工性、注入充填性、止水接着性及び耐久性に優れているので、漏水しているひび割れの止水効果に優れ、亀裂補強部材の挿入によって長期の止水耐久性が期待でき、併せて、工期の短縮、美麗な仕上がりも確保されるので、大きな壁厚のコンクリート躯体への施工が容易に違成できる。
【００５５】
▲１▼ ひび割れや打ち継ぎ部の表面をシールしての高圧注入なので、圧力が止水材に無駄なく伝って狭いひび割れの隅々まで注入できる。
▲２▼ 硬化反応が緩やかで高圧注入後の発泡膨張圧で浸透が行われるので狭いひび割れの隅々まで止水できる。
【００５６】
次に本発明による高圧注入止水工法に用いる止水材について説明する。
本発明による止水材は、親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水材において、常温で粘度を７００〜１４００ｍＰａ・ｓにすることを特徴としており、大型コンクリート構造物における漏水亀裂に対しても注入充填性を良くして、止水接着性や耐久性に優れた止水を確立している。
【００５７】
本発明による止水材は、親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分とするものであるが、この親水性一液型ポリウレタンプレポリマーは、基本的に水と反応して発泡硬化する性状を有しており、例えば、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレングリコールアルキルエーテル、ポリアルキレングリコールアリールエーテル、ポリアルキレングリコールアルキルアリールエーテル、あるいはポリアルキレングリコールとポリアルキレングリコールの有機酸エステルとの混合物と、イソシアネート基を有する有機化合物とを反応させた反応生成物である。
【００５８】
ここで、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレングリコールアルキルエーテル、ポリアルキレングリコールアリールエーテル、ポリアルキレングリコールアルキルアリールエーテルはエチレンオキシド、もしくはプロピレンオキシドの重合体あるいはこれらの共重合体で、分子量は１０００〜１００００である。また、ポリアルキレングリコールの有機酸エステルとは、前記ポリアルキレングリコールの多価カルポン酸エステルであって、多価カルボン酸の具体例としては、マレイン酸、アジピン酸、フタール酸等が挙げられる。
【００５９】
上記ポリアルキレングリコール、ポリアルキレングリコールアルキルエーテル、ポリアルキレングリコールアリールエーテル、ポリアルキレングリコールアルキルアリールエーテル、あるいはこれとポリアルキレングリコールの有機酸エステルとの混合物と反応する前記イソシアネート基を有する化合物としては、イソシアネート基を少なくとも2つ以上有する化合物であって、具体的には、トリレンジイソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネート(ポリメチレンポリフェニレンイソシアネート)、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。なかでも、トリレンジイソシアネート、メチレンジフェニルジイソシアネートは硬化速度を制御するのに好ましい。
【００６０】
ポリアルキレングリコール、ポリアルキレングリコールアルキルエーテル、ポリアルキレングリコールアリールエーテル、ポリアルキレングリコールアルキルアリールエーテル、あるいはポリアルキレングリコールとポリアルキレングリコールの有機酸エステルとの混合物と、イソシアネート基を有する有機化合物との割合は、前者の水酸基1個当たりイソシアネート基1〜１０個となる範囲で反応させるのが好ましい。前者の水酸基を1個当たり、イソシアネート基を1個未満の割合で反応させると、重合度が低下し硬化性が劣るので好ましくない。又、１０個以上では、重合速度が速くなって硬化速度のコントロールが難しい等の理由により好ましくない。
【００６１】
親水性一液型ポリウレタンプレポリマーの反応方法は、一般的な公知の方法で反応させているものであり、親水性一液型ポリウレタンプレポリマー（２Ｒ−ＮＣＯ）が水（Ｈ2Ｏ）と接して炭酸ガス（ＣＯ2）を発生させる化学反応を進行させて、発泡膨張しながら硬化物（Ｒ−ＮＨＣＯＮＨ）に成る反応式は、以下の通りである。
２Ｒ−ＮＣＯ ＋ Ｈ2Ｏ → Ｒ−ＮＨＣＯＮＨ−Ｒ ＋ ＣＯ2
【００６２】
本実施の形態では、親水性一液型ポリウレタンプレポリマーの粘度を７００〜１４００ｍＰａ・ｓに調整しており、この他にも以下の各種特性を発揮出来るように調合している。
【００６３】
○ 比重 １．１６ ｇ／ｃｍ3
○ 見かけ密度 ０．０９ ｇ／ｃｍ2
○ 圧縮強さ ０．１５〜０．１９ ＭＰａ
○ 曲げ強さ ０．４１〜０．６１ ＭＰａ
○ 独立気泡率 ７７．８〜８０．２ ％
○ 温度―粘度特性 図４
【００６４】
従来の親水性一液型ポリウレタンプレポリマーと本発明による親水性一液型ポリウレタンプレポリマーの一般用、冬季用とを比較して示している。
【００６５】
○ 発泡速度 図５ 一般用（ａ）、冬季用（ｂ）
親水性一液型ポリウレタンプレポリマーは、反応が高温度になるに伴って早くなるので、温度の上昇と共に発泡時間が短くなっている。
【００６６】
○ 発泡倍率 図６ 一般用（ａ）、冬季用（ｂ）
親水性一液型ポリウレタンプレポリマーの発泡倍率は、温度が高くなるほど大きく、水の混合割合が大きいと発泡倍率が小さくなる傾向を示しており、水質による差は見られていない。
【００６７】
○ 発泡を押さえた硬化物の引張強度 ３５〜４２ ＭＰａ
【００６８】
本発明による止水材は、親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にして以上の特性を備えていることで、壁厚の大きいコンクリート構造物に発生するひび割れや打継ぎ部の不連続面に対しても、親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にしている止水材は、止水材注入孔に装着される逆流防止弁付注入プラグから高圧で注入される際に浸透し易いように構成されているものであり、これによって、止水材は、湿潤面への接着性、硬化物の強度特性と引張強度とに優れた止水接着系を形成できるものである。
【００６９】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法及び止水材は、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、出願時において既に公知のものを適用することによる種々の変更が可能であることは、当然のことである。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１に記載の親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、コンクリート構造物の漏水亀裂に対してコンクリート表層から所定の角度で止水材注入孔を削孔することにより、漏水亀裂を横断した状態で止水材を保留する密閉室を形成すると共に、漏水亀裂に対してコンクリート表層から所定の角度で削孔することにより、止水材注入よりもコンクリート表層側となる位置で漏水亀裂を横断する注入確認孔を形成し、次いで、密閉室に亀裂補強部材を挿入した状態でコンクリート表層の漏水亀裂を封鎖すると共に止水材注入孔に逆流防止弁付注入プラグを装着し、しかる後に注入プラグから親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水材を加圧注入して密閉室内と漏水亀裂とに所定量充填し、止水材を浸入水との化学反応で発泡させながら漏水亀裂内に浸透させることを特徴としているので、下記のように漏水しているひび割れの具体的な止水効果に優れ、亀裂補強部材の挿入によって長期の止水耐久性が期待できると共に工期の短縮、美麗な仕上がりも確保されて大きな壁厚のコンクリート躯体への施工が容易に違成でき、注入充填性、止水接着性及び耐久性の要求性能を確立して適切に止水できる効果を発揮している。
【００７１】
▲１▼ ひび割れや打ち継ぎ部の表面をシールしての高圧注入なので、圧力が止水材に無駄なく伝って狭いひび割れの隅々まで注入できる。
▲２▼ 硬化反応が緩やかで高圧注入後の発泡膨張圧で浸透が行われるので、狭いひび割れの隅々まで止水できる。
【００７２】
また、コンクリート表層の漏水亀裂から反応水及び止水材が流出することを観測することで、漏水亀裂中にも止水材が注入されていることを確認できる効果を発揮している。
【００７３】
請求項２に記載の親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、請求項１に記載の高圧注入止水工法において、コンクリート表層の漏水亀裂を、漏水亀裂と漏水亀裂を横断する密閉室とに止水材注入孔から反応水を加圧注入して湿潤した後に封鎖することを特徴としているので、上記効果に加えて、コンクリート表層の漏水亀裂から反応水が流出することを観測することで、止水材注入孔の漏水亀裂に対する横断を確認できる効果を発揮している。
【００７４】
請求項３に記載の親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、請求項１又は２に記載の高圧注入止水工法において、止水材を漏水亀裂と漏水亀裂を横断する密閉室とに反応水を加圧注入した後に加圧注入することを特徴としているので、上記効果に加えて、止水材の発泡圧及び体積膨張の発生を促進して漏水亀裂の狭間中に浸入・硬化して亀裂を密封する機能を更に強化できる効果を発揮している。
【００７５】
請求項４に記載の親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の高圧注入止水工法において、止水材を、１０〜２０ＭＰａの圧力で密閉室内と漏水亀裂とに注入することを特徴としているので、上記効果に加えて、発泡前の止水材を漏水亀裂の狭間中に適切に浸入できる効果を発揮している。
【００７６】
請求項５に記載の親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法は、請求項１乃至４のいずれかに記載の高圧注入止水工法において、止水材の充填注入量を、浸入水との化学反応で発揮される発泡倍率を勘案して決定することを特徴としているので、上記効果に加えて、止水材の使用量を適切に調整できる効果を発揮している。
【００７７】
本発明による止水材は、上記の各高圧注入止水工法に用いるものであって、親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水材において、粘度を７００〜１４００ｍＰａ・ｓにすることを特徴としているので、大型コンクリート構造物における漏水亀裂に対しても注入充填性を良くして止水接着性や耐久性に優れた止水を確立でき、湿潤面への接着性、硬化物の強度特性と引張強度に優れた止水接着系を形成できる効果を発揮している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による高圧注入止水工法を壁厚の大きなコンクリート壁に適用した実施の形態図
【図２】本発明による高圧注入止水工法を壁厚の大きなコンクリート壁に適用した他の実施の形態図
【図３】本発明による高圧注入止水工法を壁厚の大きなコンクリート壁に適用した他の実施の形態図
【図４】本発明による止水材の温度―粘度特性図
【図５】本発明による止水材の発泡速度図
【図６】本発明による止水材の発泡倍率図
【図７】従来の壁厚の大きなコンクリート壁に対する高圧注入止水施工図
【符号の説明】
１ コンクリート壁、 ２ 止水材注入孔、 ３ ひび割れ、 ４ 止水材、
５ 密閉室、 ６ 開口部、 ７ 逆流防止弁付注入プラグ、
８ 急結セメント、 ９ 水、 １０ 注入確認孔、 １１ 亀裂補強部材、
２０ コンクリート壁面、 ２１ 打継ぎ部、 ２２ 開口位置、
２３ 中心位置、 ２４ 注入穴、 ２５ 開口部、 ２６ 注入具、
２７ 底部、 ２８ 加圧域、 ２９ 充填材、 ３０ 流出、
Claims (6)
- コンクリート構造物の漏水亀裂に対してコンクリート表層から所定の角度で止水材注入孔を削孔することにより、該漏水亀裂を横断した状態で止水材を保留する密閉室を形成すると共に、該漏水亀裂に対してコンクリート表層から所定の角度で削孔することにより、該止水材注入孔よりもコンクリート表層側となる位置で該漏水亀裂を横断する注入確認孔を形成し、次いで、該密閉室に亀裂補強部材を挿入した状態でコンクリート表層の漏水亀裂を封鎖すると共に該止水材注入孔に逆流防止弁付注入プラグを装着し、しかる後に該注入プラグから親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水材を加圧注入して該密閉室内と漏水亀裂とに所定量充填し、該止水材を浸入水との化学反応で発泡させながら漏水亀裂内に浸透させることを特徴とする親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る高圧注入止水工法。
- コンクリート表層の漏水亀裂が、漏水亀裂と漏水亀裂を横断する密閉室とに止水材注入孔から反応水を加圧注入して湿潤された後に封鎖されることを特徴とする請求項１に記載の親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法。
- 止水材が、漏水亀裂と漏水亀裂を横断する密閉室とに反応水を加圧注入した後に加圧注入されることを特徴とする請求項１又は２に記載の親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法。
- 止水材が、１０〜２０ＭＰａの圧力で密閉室内と漏水亀裂とに注入されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法。
- 止水材の充填注入量が、浸入水との化学反応で発揮される発泡倍率を勘案して決定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の親水性一液型ポリウレタンプレポリマーから成る止水材の高圧注入止水工法。
- 親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水材であって、粘度が７００〜１４００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の高圧注入止水工法に用いる親水性一液型ポリウレタンプレポリマーを主成分にする止水材。
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