JP4721811B2 - コンクリート補強層の構造および形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリートの表層部におけるひび割れの発生やその進展、剥落防止を目的として、コンクリート表面に形成する補強層の構造、およびその補強層を形成するための方法に関する。

通常のコンクリートは施工後にある程度の年数を経た後はその表面に少なからずひび割れが発生することは殆ど不可避であるともいえる。そのため、たとえばトンネル覆工壁としてのコンクリートのように、長年月にわたって高度の健全性や安全性を確保する必要のあるコンクリート構造物や、重大事故につながるような剥落が万が一にも許されないようなコンクリート構造物等に対しては、ひび割れ発生の有無やその程度、経時変化等を定期的に監視することが必要であり、またひび割れの発生が確認された場合には状況によっては補修や補強を行うことも必要である。

従来より、劣化ないし老朽化した既存コンクリートに対する補修あるいは補強策として、既存コンクリートの表面に新たなコンクリートを増し打ちしたり、補強鋼板を装着するといった工法が実施されているが、そのような工法では既存コンクリートの表面が隠蔽されてしまうことからそれ以後の目視観察は不可能であり、補修後も監視を継続する必要がある場合には適用できるものではない。

そのため、近年、たとえば特許文献１や特許文献２に示されるように、高強度繊維からなる補強材をコンクリート表面に接着するという工法が提案されている。これは、ガラス繊維や炭素繊維、アラミド繊維等の高強度繊維により形成したネット状ないしメッシュ状の補強材を、ほぼ透明な接着材によってコンクリート表面に一体に固着することを基本とするものである。これによれば、高強度繊維の引っ張り強度によってコンクリート表層部に対して優れた補強効果が得られるばかりでなく、補強材を固着した後もその隙間を通してコンクリート表面をそのまま目視観察できることから、ひび割れの発生やその進展を常に観察する必要のある場合には好適なものである。

特に、特許文献２に示される工法では補強材を固着するための接着材として感光性樹脂（光硬化性樹脂）を採用することも提案されており、それによれば通常の接着材による場合に較べて硬化時間を大幅に短縮し得て短工期での施工が可能であるので、トンネル覆工壁を対象とするコンクリート剥落防止工法として有効であり、今後広く普及する気運にある。
特開２００１−３５５３４３号公報 特開２００３−２９３６９２号公報

ところで、既にひび割れが生じているコンクリートに対して上記のような補強手法を実施する場合には、以下の点で改良の余地があるとされている。

すなわち、図６（ａ）〜（ｂ）に示すように、コンクリート表面１に比較的大きなひび割れ２が既に生じている場合に、そのひび割れ２のこれ以上の進展を防止することを目的として、ネット状（あるいはメッシュ状）の補強材３を樹脂層４により固着した構造の補強層５をひび割れ２も含めてコンクリート表面１に形成することが従来より行われているが、その場合には樹脂層４が十分に透明であったとしてもその下層側のひび割れ２の目視観察は必ずしも明瞭には行えない場合がある。特に、トンネル覆工壁が対象である場合には、通常は暗所ないし薄暗がりのなかで懐中電灯を使用しての観察が余儀なくされることから、ひび割れ２の位置を探すことが困難である場合も多い。

また、上記のような従来の構造の補強層５は、状況によっては図６（ｃ）に示すように比較的早期に破断してしまって十分な補強効果が得られないとの指摘もある。その理由としては、ひび割れ２が発生しているコンクリート表面１に対して面外方向の大きな剪断力が作用した場合には、ひび割れ２の位置に剪断力が集中して大きな剪断変形（特にひび割れ２の両側が上下逆方向にずれるような変形）が生じ易くなり、その変形がそのまま補強層５に伝達されてそこに大きな応力集中が生じ、そのような応力集中に補強層５が耐えられないためであると考えられる。したがって、ひび割れ２が既に生じているコンクリート表面１に対して上記のような補強層５を形成する場合には、補強層５の形成に先立ってひび割れ２を完全に補修するか、あるいは応力集中を考慮して補強層５をより増強する必要があるとされるが、いずれにしてもそのためには多大な手間とコストを要することは不可避であり、有効な改善策が望まれているのが実状である。

上記事情に鑑み、本発明はコンクリート表面に既にひび割れが生じている場合であっても、その目視観察を容易に行うことが可能な補強層の構造とその形成方法を提供することを目的としている。また、本発明の他の目的は、上記に加えて、優れた補強効果が確実に得られる補強層の構造とその形成方法を提供することにある。

請求項１記載の発明は、コンクリートの表層部のひび割れやその進展、コンクリート片の剥落を防止するためにコンクリート表面に形成される補強層の構造であって、既に生じているひび割れも含めて補強対象のコンクリート表面にネット状あるいはメッシュ状の補強材が透明な樹脂層により固着されているとともに、既に生じているひび割れの周囲のコンクリート表面には、該ひび割れを取り囲む位置にマーキング材が塗布されて着色されることによりマーキング層が形成され、ひび割れおよびマーキング層と樹脂層とは非付着状態に絶縁されていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明のコンクリート補強層の構造であって、マーキング材は蛍光塗料であることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、コンクリートの表層部のひび割れやその進展、コンクリート片の剥落を防止するために既に生じているひび割れも含めて補強対象のコンクリート表面にネット状あるいはメッシュ状の補強材を透明な樹脂層により固着して補強層を形成するに際し、補強層の形成に先立って、既に生じているひび割れをマスキングテープによりマスキングしたうえでその周囲にマーキング材を塗布した後、マスキングテープを除去してひび割れを露出せしめるとともにその周囲にマーキング層を形成することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載のコンクリート補強層の形成方法であって、マーキング層の形成後にコンクリート表面上に補強層を形成するためのプライマーを塗布するに際しては、ひび割れおよびマーキング層の上にマスキング材を装着することにより、樹脂層をひび割れおよびマーキング層に対しては非付着状態に絶縁する状態で形成することを特徴とする。

本発明によれば、ひび割れの周囲が蛍光塗料等のマーキング材により着色されてマーキング層が形成されるので、トンネル内等の暗所においてもひび割れの位置を明瞭に確認でき、その目視観察のための作業効率を向上させることが可能である。また、ひび割れおよびその周囲に形成するマーキング層とその上に形成される樹脂層とを非付着状態に絶縁することにより、ひび割れ位置におけるコンクリートの変形がそのまま樹脂層に伝達されることが抑制され、それにより補強層に大きな応力集中が生じて早期に破断してしまうことを未然に防止することができる。

本発明のコンクリート補強層の形成方法についての第１実施形態を図１〜図４に示す。本実施形態における補強層５は、基本的には上述した従来のものと同様に、高強度繊維からなるネット状あるいはメッシュ状の補強材３を透明な樹脂層４によりコンクリート表面１に固着して形成されるものであるが、それに加えて、コンクリート表面１に既に生じているひび割れ２の周囲にはマーキング材が塗布されて着色されることによりマーキング層６が形成されており、それによりひび割れ２の位置を自ずと明瞭に確認できるものとされている。

本実施形態におけるマーキング層６は暗所においても明瞭に視認できるようにたとえば白色のような十分に明度が高い色調で形成されたものである。そのようなマーキング層６を形成するためのマーキング材としては適宜の着色塗料を用いれば良いが、特に蛍光塗料を使用することにより暗所においても視認性を十分に高めることができる。なお、ひび割れ２の箇所数が多いような場合には個々のひび割れ２に対してマーキング層６を形成するとともに個々に管理番号を付与すれば良く、その場合には蛍光塗料等の着色塗料によって各マーキング層６の近傍に管理番号を書き込むと良い。

マーキング層６を形成するには、図２に示すようにひび割れ２の上とその周囲の領域を取り囲むようにマスキングテープ７を貼付し、図３に示すようにその内側にマーキング材としての着色塗料を吹き付けや刷毛塗り等により塗布した後、図４に示すようにマスキングテープ７を剥がせば良く、これによりひび割れ２を残してその周囲にマーキング層６を容易にかつ安価に形成することができる。勿論、そのように形成したマーキング層６の上には上述した補強層５を通常の手法によりそのまま支障なく形成することができる。

図５は本発明のコンクリート補強層の形成方法についての第２実施形態、および本発明のコンクリート補強層の構造についての実施形態を示す。これは、マーキング層６およびひび割れ２と、その表面上に形成される補強層５における樹脂層４とを、非付着状態に絶縁するようにしたものである。すなわち、マーキング層６を形成した後に補強層５を形成するに際しては、通常はコンクリート表面１全体に対してプライマー８を塗布して接着力を確保するのであるが、本第２実施形態においてはプライマー８を塗布する際にはひび割れ２とその周囲のマーキング層６をマスキングしてそれらに対してはプライマー８を塗布しないものとし、それにより図５に模式的に示しているように樹脂層４をひび割れ２とマーキング層６に対しては接着されない状態で形成する。なお、マーキング層６を形成するマーキング材自体がプライマーや樹脂層４に対して接着され難い素材である場合には、格別の処理をせずとも樹脂層４を自ずと絶縁状態で形成することができる。

本第２実施形態においては、第１実施形態の場合と全く同様にマーキング層６によりひび割れ２の位置を明瞭に確認できることに加え、ひび割れ２の周囲においては補強層５が絶縁されていることから、図５（ｂ）に示すようにコンクリートが剪断力を受けてひび割れ２の位置で大きな剪断変形が生じたとしても、その変形がそのまま樹脂層４にまで伝達されることが緩和され、それにより図６（ｃ）に示した従来の場合のようにひび割れ位置で補強層５に大きな応力集中が生じて早期に破断してしまうことを未然に防止することができ、補強層５による補強効果を確実に得られるものとなる。

なお、本発明は、ひび割れ２の位置にマーキング層６を形成する限りにおいてその他の構成は任意であって、特に樹脂層４や補強材３としては公知のものを適宜採用可能であるが、好適な一例を挙げれば、樹脂層４としては可視光硬化型ビニルエステル樹脂が最適であり、補強材３としては高密度ポリエチレン２軸メッシュが最適であり、さらにその上にガラスクロスからなる透明な補強シートを積層することも好適である。勿論、補強層５を形成するに際してはプライマーの塗布のみならず適宜の下地処理を必要に応じて行えば良い。

本発明の第１実施形態である補強層を示す図である。 同、マーキング層の形成工程を示す図であって、ひび割れとその周囲にマスキングテープを貼付した状態を示す図である。 同、マーキング材を塗布した状態を示す図である。 同、マーキング層が形成された状態を示す図である。 本発明の第２実施形態である補強層を示す図である。 従来一般の補強層を示す図である。

符号の説明

１ コンクリート表面
２ ひび割れ
３ 補強材
４ 樹脂層
５ 補強層
６ マーキング層
７ マスキングテープ
８ プライマー

Claims (4)

1. コンクリートの表層部のひび割れやその進展、コンクリート片の剥落を防止するためにコンクリート表面に形成される補強層の構造であって、
   既に生じているひび割れも含めて補強対象のコンクリート表面にネット状あるいはメッシュ状の補強材が透明な樹脂層により固着されているとともに、既に生じているひび割れの周囲のコンクリート表面には、該ひび割れを取り囲む位置にマーキング材が塗布されて着色されることによりマーキング層が形成され、
   ひび割れおよびマーキング層と樹脂層とは非付着状態に絶縁されていることを特徴とするコンクリート補強層の構造。
2. 請求項１記載のコンクリート補強層の構造であって、
   マーキング材は蛍光塗料であることを特徴とするコンクリート補強層の構造。
3. コンクリートの表層部のひび割れやその進展、コンクリート片の剥落を防止するために既に生じているひび割れも含めて補強対象のコンクリート表面にネット状あるいはメッシュ状の補強材を透明な樹脂層により固着して補強層を形成するに際し、
   補強層の形成に先立って、既に生じているひび割れをマスキングテープによりマスキングしたうえでその周囲にマーキング材を塗布した後、マスキングテープを除去してひび割れを露出せしめるとともにその周囲にマーキング層を形成することを特徴とするコンクリート補強層の形成方法。
4. 請求項３記載のコンクリート補強層の形成方法であって、
   マーキング層の形成後にコンクリート表面上に補強層を形成するためのプライマーを塗布するに際しては、ひび割れおよびマーキング層の上にマスキング材を装着することにより、樹脂層をひび割れおよびマーキング層に対しては非付着状態に絶縁する状態で形成することを特徴とするコンクリート補強層の形成方法。

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