JP4531517B2 - コンクリートのひびわれ補修方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、コンクリートダムなどのコンクリートを用いて構築された堤体に生じるひびわれを補修する方法に関するものである。

コンクリートダムの施工に当たっては、温度ひびわれを防ぐことを目的として温度規制計画を立案し、それに基づいたコンクリートの製造、施工を行っているが、実際には、セメントの膨張・収縮作用により、堤体には、大なり小なり、多数のひびわれが生じているのが現状である。
上記ひびわれは、堤体上流面に生じるものや下流面に生じるものがあり、また、その形態も、図２に示すように、ダムの堤体５０のブロックの中央部分に生じる、横継ぎ目５１に平行に、複数リフトをまたいで延長する鉛直ひびわれ１１や、水平打ち継ぎ目５２に平行に生じる水平ひびわれ１２などがある。中でも、堤体５０の上流面に生じるひびわれは、上流に水を溜めたときに、上記ひびわれから堤体５０に染込んだ水が、横継ぎ目５１や水平打ち継ぎ目５２を経由して下流面に至る恐れがあり、このため、コンクリートダムとしての信頼性を損ねる原因となる。
実際にコンクリートダムに発生しているひびわれは、一般には、幅の広いものであっても０．５ｍｍ程度とそれほど大きいものではないが、ダムの安定を確認するために行う試験湛水（周辺地山の地滑りの有無や漏水状態を確認するため、上流ダム湖の湛水時における最上の水位まで試験的に水を溜めること）を開始してからでは、上記ひびわれを補修することが困難であるので、上記ひびわれを上記湛水前に予め補修しておくことがコンクリートダムの信頼性や美観の点から望ましい。

上記のようなひびわれを補修する方法としては、例えば、図３（ａ）に示すように、堤体５０のコンクリート表面に開口するひびわれ１０に沿って樹脂６１を塗布して上記ひびわれ１０を被覆する方法や、結晶増殖剤を含んだ液体をひびわれに染込ませて珪酸結晶などの結晶体を生成させて上記ひびわれを目詰まりさせる方法が行われている。また、図４に示すような、横継ぎ目５１に平行な鉛直ひびわれ１１に沿ってＶカット６２を施し、これらのＶカット６２に樹脂６３を充填する方法や、図５（ａ），（ｂ）に示すような、ひびわれ１０に向って斜めに削孔し、上記削孔６４からウレタン材などの止水材６５を高圧（約３０ｋｇｆ／ｃｍ^２）にて圧入してひびわれ１０に充填する方法なども行われている（例えば、特許文献１〜３参照）。
また、費用的な問題から、ひびわれに、人力によりセメント粉末を摺り込む方法も行なわれている。
特開平８−１１４０９８号公報 特開２０００−１７８９４４号公報 特開２００２−４７６３０号公報

しかしながら、上記樹脂６１で被覆する方法では、ひびわれ１０内は上記樹脂６１で充填されていないため、補修後上記ひびわれ１０内に雨水などが溜まり、図３（ｂ）に示すように、その水Ｗが、氷点下に凍結して膨張し表面近くのコンクリート５０Ｋを破壊することから、上記コンクリート５０Ｋに付着している樹脂６１が浮き上がってしまうといった問題点がある。
また、結晶増殖剤を充填する方法では、表面のクラックなどの浅いひびわれには有効であるが、コンクリートダムなどのひびわれに対して止水効果が十分ではなく、また、季節によるひびわれの幅の変化に対して追従できないといった問題点がある。
また、Ｖカット６２を施し、そこに樹脂６３を充填する方法では、止水材である樹脂６３と堤体５０との縁が切れるため、耐久性に問題がある。
一方、削孔６４からウレタン材などの止水材６５を圧送して充填する方法では、細いひびわれにはなかなか浸透しないだけでなく、止水材６５を高圧にて圧入するため、図５（ｂ）に示すような、粗骨材５０Ｇとモルタルとの接着面が破壊され、ひびわれ１０に注入した上記止水材６５が、上記付着が破壊された粗骨材５０Ｇとモルタルの隙間１０Ｇにも浸透してこれがコンクリート表面に出てきてしまい、そのため不都合も併発するので問題である。また、上記止水材６５は大変高価であるので、全てのひびわれについて上記止水材６５の充填を実施するのは現実的ではない。
また、セメント粉末を摺り込む方法は、ひびわれ表面部の１〜２ｍｍを充填するのにとどまり、ひびわれの奥までセメント紛を摺り込んで上記ひびわれを充填することが困難であった。

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、コンクリートのひびわれを確実に目詰まりさせて上記ひびわれを補修する方法を提供することを目的とする。

本願の請求項１に記載の発明は、コンクリートのひびわれを補修する方法であって、コンクリート表面に開口したひびわれ内に水を染込ませた後、セメント粉末またはベントナイト粉末、あるいは、セメント粉末とベントナイト粉末との混合粉末のいずれかの粉末を圧搾気体に混入して上記ひびわれに吹付け、上記粉末をひびわれ内に定着させるか、もしくは、上記粉末を圧搾気体に混入して上記ひびわれに吹付けた後に、上記ひびわれ内に水を染込ませ、上記粉末をひびわれ内に定着させることを特徴とする。

本発明によれば、コンクリート表面に開口したひびわれ内に水を染込ませた後、セメント粉末またはベントナイト粉末、あるいは、セメント粉末とベントナイト粉末との混合粉末のいずれかの粉末を圧搾気体に混入して上記ひびわれに吹付け、上記粉末をひびわれ内に定着させるか、もしくは、上記粉末を圧搾気体に混入して上記ひびわれに吹付けた後に、上記ひびわれ内に水を染込ませ、上記粉末をひびわれ内に定着させることにより、上記ひびわれ内を長期的にかつ安定して目詰まりさせることができるようにしたので、上記ひびわれからの水の染込みを確実に防止することができ、ひびわれを確実に補修することができる。

以下、本発明の最良の形態について説明する。
図１は、本発明の最良の形態に係るコンクリートのひびわれ補修方法であるセメントベントナイトブラスティング工法の概要を示す図で、このセメントベントナイトブラスティング工法は、小型のブラスト手段であるサンドブラスティングガン１にセメント粉末とベントナイト粉末との混合粉末２が収納された粉末タンク３を取付け、コンプレッサ４からエアホース５を介して上記サンドブラスティングガン１に圧送される空気に上記混合粉末２を混入させて堤体５０の上流側のコンクリート表面に開口するひびわれ１０に噴射し、上記ひびわれ１０内に上記混合粉末２を付着させて目詰まりさせることにより、上記ひびわれ１０を補修するものである。
上記サンドブラスティングガン１は、詳細には、噴射ノズル１ａに圧送される圧搾空気の流路に吸出し側がセットされた吸込み管１ｂの吸込み口を、上記噴射ノズル１ａの根元側に設けられたタンク取付部１ｃに取付けられた粉末タンク３に収納された混合粉末２内に挿入し、噴出レバー１ｄを操作して上記圧搾空気を上記流路内に導入し、上記流路内において、上記圧搾空気の作る負圧にて上記混合粉末２を上記圧搾空気内に取り込み、上記噴射ノズル１ａのノズル口より、上記混合粉末２の混入された圧搾空気を上記ひびわれ１０に吹付けるもので、これにより、上記圧搾空気が上記ひびわれ１０を抜ける際に、上記混合粉末２を上記ひびわれ１０内に引っ張り込んで、上記ひびわれ１０内に定着・目詰まりさせることができる。
本例では、上記混合粉末２として、粒径が２０μｍ〜４０μｍのセメント粉末と粒径が４０μｍ〜６０μｍのベントナイト粉末とを、体積比で１：１に混合したものを用いている。ここで、セメントは周囲のコンクリートへの定着性を有し、ベントナイトは膨潤性と半永久的な保水性を有するので、これらの混合粉末２を上記ひびわれ１０内に定着させて目詰まりさせることにより、上記ひびわれ１０の閉塞を長期にわたり促進することができる。また、補修したひびわれ周囲のコンクリート表面も上記混合粉末２により被覆されるので、美観についても向上する。

このとき、上記混合粉末２を乾燥状態にて吹付けることが肝要である。これにより、細いひびわれ内にも混合粉末２を充填することができるとともに、従来の液体を高圧にて圧入した場合のような、粗骨材とモルタルとの接着面を破壊するようなことがないので、効率よく上記ひびわれ１０の奥まで上記混合粉末２を充填することができる。
また、上記ひびわれ１０の幅が比較的広い場合には、事前に上記ひびわれ１０内に水を染込ませた後、上記混合粉末２を吹付けるようにすれば、上記セメント粉末とベントナイト粉末との混合粉末２を確実に上記ひびわれ１０内に定着させて目詰まりさせることができる。
一方、上記ひびわれ１０の幅が比較的狭い場合には、先に水を染込ませると、圧搾空気がひびわれ１０の奥まで浸入しにくく、上記混合粉末２が上記染込ませた水に捕獲される恐れがあるので、上記混合粉末２を吹付けた後、水を染込ませるようにすることが好ましい。これにより、ひびわれ幅が０．２ｍｍ程度のヘアクラックであっても、ひびわれ幅が０．５ｍｍ程度の幅の広いひびわれであっても、上記ひびわれ１０を確実にかつ長期にわたって閉塞させることができる。

このように、本実施の形態によれば、堤体５０のコンクリート表面に開口したひびわれ１０に、ブラスト手段であるサンドブラスティングガン１を用いて、粉末タンク３に収納されたセメント粉末とベントナイト粉末との混合粉末２を、乾燥状態にて、圧搾気体に混入させて吹付け、上記ひびわれ１０内に定着させて目詰まりさせるようにしたので、上記ひびわれ１０を容易にかつ確実に補修することができる。また、サンドブラスティングガン１は小型で取り扱いも容易なので、効率よくひびわれ１０を補修できるので、施工性が向上する。更に、簡単な装置で早期にひびわれ１０を補修できるので、ひびわれの補修を安価に行うことができる。
なお、混合粉体２の噴出量についてはひびわれ１０の幅やリバウンドの量などにより適宜調整することが好ましく、その調整方法としては、噴出ノズル１ａのセット深さあるいはコンプレッサ４の圧送する空気の圧力の大きさなどを変更してやればよい。
また、混合粉末２中のベントナイトは半永久的な保水性、体積変化を有するので、季節変化などにより、ひびわれ幅が変化した場合にも追従可能である。
また、本発明のセメントベントナイトブラスティング工法では、ひびわれの深さが１ｃｍ〜数ｃｍであってもこれを確実に閉塞することができるので、ひびわれ１０の表面に近いところに水が溜まりにくいこと、また、水が溜まっても表面から深いところなので、ひびわれ中の水は外気温の影響を受けにくいので、氷結によるコンクリートの破壊は起こらない。
更に、本工法は、セメントの定着性により、雨水やダム湖の水の吸出し効果による材料の流出の可能性も少ないといった利点を有する。

なお、上記実施の形態では、堤体５０の上流側のコンクリート表面に開口するひびわれ１０を補修する場合について説明したが、これに限るものではなく、一般のコンクリート構造物のひびわれ補修にも適用可能であり、ひびわれが氷結してコンクリートが破壊される恐れのある、貯水施設の貯留側のひびわれ補修には特に有効である。
また、上記例では、セメント粉末とベントナイト粉末とを、体積比で１：１に混合した混合粉末２を用いたが、これに限るものではなく、その混合比は補修するコンクリートの種類などにより適宜決定すればよい。また、セメント粉末のみ、あるいは、ベントナイト粉末のみであっても、ひびわれ１０を十分に閉塞することが可能であるが、上記ひびわれ１０の閉塞を長期にわたり促進するためには、本例のように、セメント粉末とベントナイト粉末との混合粉末を用いることが好ましい。
また、上記例では、ブラスト手段として、噴射ノズル１ａの流路で混合粉末２と圧搾空気とを混合するタイプのサンドブラスティングガン１を用いたが、予め混合粉末２を圧搾空気を混合してノズルから噴出させるタイプのものなど、他のブラスト装置あるいはブラスト手段を用いて上記混合粉末２を吹付けるようにしてもよい。

様々な幅のひびわれが形成されたコンクリート圧縮試験用供試体に、セメント粉末とベントナイト粉末とを体積比で１：１に混合した混合粉末を吹付けて定着させた後、上記コンクリート圧縮試験用供試体を縦割りして、上記混合粉末の充填深さを測定した。また、比較例として、従来のセメント粉末を人力で摺り込んだ場合についてもその充填深さを測定した。その結果、ひびわれ幅が０．５ｍｍの場合、上記セメント粉摺り込みでは摺り込み深さが１ｃｍ未満であったのに対し、本発明によるセメントベントナイトブラスティング工法では、４〜５ｃｍ程度まで混合粉末が充填されていた。また、ひびわれ幅が０．２ｍｍの場合、上記セメント粉摺り込みではセメントがほとんど表面にのみしかないのに対して、本ブラスティング工法では、約１ｃｍの深さまで混合粉末が充填されており、これにより、本発明によるブラスティング工法では、ひびわれを確実に充填できることが確認された。

以上説明したように、本発明によれば、施工性がよく、かつ、安価な方法でコンクリートのひびわれからの水の染込みを確実に防止することができるので、コンクリートダムなどのコンクリート構造物の信頼性と美観とを向上させることができる。

本発明の最良の形態に係るコンクリートのひびわれ補修方法を示す模式図である。 コンクリートダムのひびわれ状態を示す模式図である。 従来のコンクリートのひびわれ補修方法を示す模式図である。 従来のコンクリートのひびわれ補修方法を示す模式図である。 従来のコンクリートのひびわれ補修方法を示す模式図である。

符号の説明

１ サンドブラスティングガン、１ａ 噴射ノズル、１ｂ 吸込み管、
１ｃ タンク取付部、１ｄ 噴出レバー、
２ セメント粉末とベントナイト粉末との混合粉末、３ 粉末タンク、
４ コンプレッサ、５ エアホース、１０ ひびわれ、５０ 堤体。

Claims (1)

1. コンクリートのひびわれを補修する方法であって、
   コンクリート表面に開口したひびわれ内に水を染込ませた後、セメント粉末またはベントナイト粉末、あるいは、セメント粉末とベントナイト粉末との混合粉末のいずれかの粉末を圧搾気体に混入して上記ひびわれに吹付け、上記粉末をひびわれ内に定着させるか、
   もしくは、上記粉末を圧搾気体に混入して上記ひびわれに吹付けた後に、上記ひびわれ内に水を染込ませ、上記粉末をひびわれ内に定着させることを特徴とするコンクリートのひびわれ補修方法。

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