JP5074118B2

JP5074118B2 - コンクリート構造物への注入充填材の注入方法、及び注入方法に使用する注入器

Info

Publication number: JP5074118B2
Application number: JP2007192343A
Authority: JP
Inventors: 順一加川
Original assignee: エス・ジー・エンジニアリング株式会社
Priority date: 2007-07-24
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2012-11-14
Anticipated expiration: 2027-07-24
Also published as: TWI412650B; JP2009030244A; TW200905054A

Description

この発明は、コンクリート構造物への注入充填材の注入方法、及び注入方法に使用する注入器の改良に関するものである。

従来、コンクリートやモルタルの空隙部に、背面に達しない穴を削孔する、または削孔せずに自動式低圧樹脂注入、機械（高圧）式樹脂注入等の方法により、樹脂やセメントスラリー等を注入する方法がある。

他の方法として、ドリルマシンを使用してコンクリート嶇体や壁部を貫通する穴を削孔し、背面に注入充填材を注入する方法がある。

ひび割れ部に対しては、ひび割れ表面より直接ひび割れ内部に、又は、ひび割れ表面付近から削孔してひび割れ内部に樹脂やセメントスラリー等を注入する方法がある。

しかしながら、この方法では、注入器内部や削孔した穴の中のエアーを注入しながら注入充填材を注入することになり、このエアーが反力として働くため、空隙部やひび割れ細部まで注入充填材を充填することができないという欠点があった。

ひび割れ内部や空隙部が貫通などにより外部と連通していても、空隙部の細部や枝分かれしたひび割れ細部では、エアーが反力として働いてしまうため、十分に注入充填材を充填することが出来ないという問題点があった。

注入圧力に関しては、注入圧力が高い場合には、どのような注入条件であっても、毛細管現象が誘発されない，または誘発されても弱いという現象が起こり、十分に注入材を充填することができないという問題点があった。

また、注入終了後の硬化養生時に圧力をかけないでおくと、硬化養生時に毛細管現象が起こり、新たな部分にも注入充填材が充填されたとしても、その注入充填材の容積分だけ別の部分で注入材不足がおこり、注入充填材不十分部分が発生してしまうという問題点があった。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明、コンクリート構造物への注入充填材の注入方法、及び注入方法に使用する注入器は、注入開始時に、削孔した穴内と注入治具、又は、注入治具内の空気を外部に抜き、反力として働くエアーを最小限にとどめる機能を持った注入器である。

請求項２に記載の発明コンクリート構造物への注入充填材の注入方法、及び注入方法に使用する注入器は、注入材の硬化養生時に適切な圧力で加圧養生することにより、注入材の充填不足をなくす注入方法である。

請求項３に記載の発明コンクリート構造物への注入充填材の注入方法、及び注入方法に使用する注入器は、注入時に適切な圧力で加圧注入するため、及び、適切な加圧養生を行うための圧力の範囲を提供するものである。

請求項４に記載の発明コンクリート構造物への注入材の注入方法、及び注入方法に使用する注入器は、注入充填材の混練したときに混入してしまうエアーを注入せずに、容器内にとどめる機構である。

この発明によると、コンクリート構造物に削孔した非貫通穴（Ａ）の内部エアーが、注入材を充填する際の反力とならないように、非貫通穴（Ａ）内と注入治具（２）又は注入治具（２）内のエアー抜きを施してから注入充填材（Ｘ）を充填すること、及び注入充填材（Ｘ）混練時に混入したエアーを注入しない機構をもつことにより、空隙部（Ｃ）やひび割れの部（Ｂ）内部深くに注入充填材（Ｘ）を安定的に注入できる。

また、適切な圧力で加圧養生することにより、空隙部（Ｃ）やひび割れ部（Ｂ）の内部深くに注入充填材（Ｘ）を安定的に注入できる。

このように安定的に注入充填材（Ｘ）を注入充填することが可能であるため、ひび割れや空隙部に高密度で充填することにより構造物と一体化を図ることができ、ひび割れが発生したコンクリート同士、及びコンクリート中の空隙、タイルの剥落防止、モルタルの浮き等の接合が可能となり、コンクリート強度を増強することができる。

この発明は、コンクリート構造物のひび割れや、ジャンカ、鉄筋周囲の空隙に注入材を注入する方法において、コンクリートやモルタル部分に、鉄筋位置に接触させるか、あるいは躯体表面から所定の深さの非貫通穴（Ａ）を穿つ、又は、コンクリートやモルタル部分のひび割れ部（Ｂ）から直接、注入充填材（Ｘ）を注入するに際し、穴（Ａ）内及び注入治具（２）又は、注入治具（２）内のエアーを外部に抜き、一定の圧力で、穴（Ａ）内に注入充填材（Ｘ）を注入すると共に、空隙部やひび割れ内部を低圧状態に保ちながら、加圧状態で硬化養生させる機構をもった注入器を使用する。

また、注入器（Ｙ）の加圧力は、０．０１〜０．１Ｎ／ｍｍ² であるものを使用する。

コンクリート構造物のひび割れや、鉄筋周囲のジャンカ空洞に補強充填材を注入する方法において、コンクリートやモルタル部分に、鉄筋位置に接触させるか、躯体表面から所定の深さの非貫通穴（Ａ）を穿ち、コンクリートやモルタル部分の空隙やひび割れ部（Ｂ）と連通させる、又はひび割れ部（Ｂ）から直接注入する方法において、注入器（Ｙ）を用い、一定の圧力で、前記穴（Ａ）内、又はひび割れ（Ｂ）内に注入充填材（Ｘ）を注入すると共に、前記穴（Ａ）内と注入治具（２）内の空気を、前キャップ（４）のエア抜きスペース（４ｂ）から外部に抜き、前記穴（Ａ）内と注入治具（２）内を低圧状態にしながら前記穴（Ａ）内、又は、ひび割れ部（Ｂ）から注入充填材（Ｘ）を確実に注入充填することを特徴とするコンクリート構造物への注入材の注入方法から構成されるものである。

そこで、この発明の第一の発明を図１に基づいて詳述すると、注入器（Ｙ）の注入充填材（Ｘ）の吐出口を注入治具（２）の注入材（Ｘ）の受け口よりも小さくすることにより、注入器（Ｙ）内のエアーを外部に抜くことができる。

注入器（Ｙ）から吐出された注入充填材（Ｘ）は、注入治具（２）の注入充填材受け口の中心部に吐出さる。このとき、そこに存在するエアーは、注入治具（２）の周囲から外部に向かって排出される。

同様に、注入治具（２）の注入充填材（Ｘ）は、吐出口を削孔した穴（Ａ）より小さくすることにより穴（Ａ）内のエアーも外部に抜くことができる。

尚、この機構は、削孔した穴（Ａ）の深さが０ｍｍ（削孔しない場合）〜１００ｍｍで良好な結果を得た。１００ｍｍを超える深さになると、注入充填材（Ｘ）が穴（Ａ）の奥の中心部に到達する前に穴（Ａ）の壁部に留まり、エアー抜き機構として機能しない場合があった。

削孔した穴（Ａ）直径は５〜１５ｍｍで良好な結果を得た。５ｍｍ未満の場合、注入治具（２）の吐出口から吐出された注入材が穴（Ａ）の奥の中心部に到達する前に穴（Ａ）の壁部に留まり、エアー抜き機構として機能しない場合があった。また、穴（Ａ）直径が１５ｍｍを超えると注入充填材（Ｘ）が穴（Ａ）の底部に溜まってしまい、エアー抜き機構として機能しない場合があった。

第二の発明は、コンクリート構造物のひび割れや、ジャンカ、鉄筋周囲の空隙に注入充填材を注入する方法において、コンクリートやモルタル部分に、コンクリートやモルタル表面から鉄筋位置に達する非貫通穴（Ａ）または、深さ１〜１００ｍｍ程度の非貫通穴（Ａ）を穿つ、あるいは、穴を開けずにコンクリートやモルタル部分のひび割れ部（Ｂ）と連通し、該穴（Ａ）の口端部より穴の先端に向けて注入充填材（Ｘ）を注入し、その後、低圧にて加圧注入する注入器（Ｙ）を用い、前記非貫通穴（Ａ）の先端部またはひび割れ部（Ｂ）より注入充填材（Ｘ）を注入することを特徴とするコンクリート構造物への注入材の注入方法であり、即ち，適切な圧力で加圧しながら注入充填材（Ｘ）を硬化養生させることであるが、圧力をかけずに注入充填材（Ｘ）を硬化養生させるよりも適切な圧力をかけながら注入充填材（Ｘ）を硬化養生させた方が、注入充填材（Ｘ）とコンクリートとは接着力が強くなるという結果を得たことによる。

第三の発明は、注入充填材（Ｘ）の注入圧力に関するものであるが、エアー抜き試験時の注入器（Ｙ）の注入圧力は、０．０１〜０．４Ｎ／ｍｍ² で良好な結果を得た。０．０１Ｎ／ｍｍ² 未満の圧力では、注入治具（２）の吐出口から吐出された注入材が穴（Ａ）の奥の中心部に到達する前に穴（Ａ）の壁部に留まり、エアー抜き機構として機能しない場合があった。また、０．４Ｎ／ｍｍ² を超えると低圧注入の定義から逸脱するため、試験は行っていない。

注入後の加圧養生に関する注入器（Ｙ）の注入圧力は、０．０１〜０．１Ｎ／ｍｍ² で良好な結果を得た。０．０１Ｎ／ｍｍ² 未満では、一部で注入材不足が発生し、十分な注入ができていなかった。これは、注入材の硬化養生中に毛細管現象により含浸注入された部分があたため、一部で注入材不足が発生したためと考えられる。又、０．１Ｎ／ｍｍ² を超える圧力で加圧養生した場合、注入充填材（Ｘ）とコンクリートやモルタルとの接着力が弱いという結果を得た。これは毛細管現象が誘発、発生しにくい条件で硬化養生されたためと考えられる。

第四の発明は、注入器の構造に関するものであるが、コンクリート構造物のひび割れや、ジャンカ、鉄筋周囲の空隙に注入充填材を注入する方法において、注入充填材（Ｘ）を充填する注入器（Ｙ）は、ベローズ状容器本体（１）と、躯体表面（Ｄ）から所定の深さに穿孔した非貫通穴（Ａ）の縁面、又はひび割れ部（Ｂ）の縁面を覆い，中央に連通穴（２ｃ）を有する平面台座状の注入治具（２）からなり、該注入治具（２）の連通穴と前記容器本体（１）の注入口部とは、着脱自在に螺合すると共に、前記非貫通穴（Ａ）内のエアーを押し出すためのエアー抜きスペース（Ｚ）を該注入治具（２）と該注入口部の間に形成し、注入充填材（Ｘ）を非貫通穴（Ａ）内、又は、ひび割れ部（Ｂ）に注入する際、容器本体（１）の内壁をベローズ状に形成し、該壁面で注入充填材（Ｘ）内の気泡（Ｐ）を吸着させ、又、前記非貫通穴（Ａ）内、又はひび割れ部（Ｂ）内に、注入器（Ｙ）に装着したコイルスプリング等の弾性材（６）で付勢して注入充填材（Ｘ）を低圧にて加圧注入すると同時に、該非貫通穴（Ａ）内及び注入治具（２）内の空気を前記エア抜きスペース（Ｚ）から外部に逃がしながら注入することを特徴とするコンクリート構造物への注入方法に使用する注入器であり、即ち，コンクリート構造物への注入充填材（Ｘ）の注入方法に使用する注入器（Ｙ）は、注入充填材（Ｘ）を入れる容器本体（１）と、コンクリート構造物の穴（Ａ）あるいは、ひび割れ部（Ｂ）に穿設した非貫通穴（Ａ）の縁面を覆う注入治具（２）とから構成されるものである。

そして、該注入治具（２）は、コンクリート構造物に穿設した非貫通穴（Ａ）の周囲に接着剤で固定する平面部（２ａ）と、該非貫通穴（Ａ）と同心に位置する平面部（２ａ）中央に、雌ねじ（２ｄ）を有する連通穴（２ｃ）を形成した筒体（２ｂ）から構成されており、該筒体（２ｂ）には、前記容器本体（１）側とは、所定の隙間部（Ｚ）を保って着脱自在に螺合され、該隙間部（Ｚ）は、非貫通穴（Ａ）内のエアーを押し出す際の逃げ道となるエアー抜きスペースとするものである。

そして、容器本体（１）は、注入充填材（Ｘ）を入れるベローズ状の壁面を有する容器であり、該容器を保護する外筒（３）内に収納されており、該外筒（３）は、一端部を前キャップ（４）と着脱自在に固定され、他端部も後キャップ（５）と着脱自在に固定されている。

前キャップ（４）は、一面に、前記注入治具（２）の雌ねじ（２ｄ）と螺合する，雄ねじ（４ｂ）を先端部に有する突起状の注入口（４ａ）を有し、他面には、容器本体（１）の注入・出口（１ａ）と螺合する突起状の連結部（４ｃ）を設けている。

そして、外筒（３）は、後キャプ（５）と螺着し、他端部は、スプリング等の弾性材（６）を圧入したスプリング軸（７）を挿通し、該スプリング軸（７）により容器本体（１）を押圧の作動を一時ロックするロック手段を設けている。

尚、ロック手段とは、後キャプ（５）にスプリング軸（７）が挿入され、該軸（７）の先端には、容器本体（１）を押圧する係止板（８ａ）が固着され、スプリング軸（７）に遊挿され、該係止板（８ａ）と外筒（３）に着脱自在に固定された後キャプ（５）間に、スプリング等の弾性材（６）が圧入されており、スプリング軸（７）の後端には安全リング（８ｂ）を装着しており、スプリング等の弾性材（６）を圧縮する際の引き手の役目を果たすものである。

そして、スプリング軸（７）の後端部付近には、一時固定する固定翼（７ａ）（７ａ）を直径方向にそれぞれ設け、後キャップ（５）の中心には、スプリング軸（７）と固定翼（７ａ）とが挿通する穴（５ａ）を形成しており、該スプリング軸（７）を９０度ほど回動することにより、固定翼（７ａ）が後キャップ（５）に係止されるよう構成したものである。

この発明は、コンクリート構造物の補強工法の技術を確立し、コンクリートの寿命を延命することが可能となる。

この発明の第一の発明にかかる施工方法の説明図である。この発明に使用する注入治具の一実施例を示し、（ａ）は、側面図であり、（ｂ）は、注入治具の正面図であり、（ｃ）は、この発明に使用するベローズ状容器本体の側面図であり、（ｄ）は、（ａ）背面側の図である。従来例を示す説明図である。従来例を示す説明図である。従来例を示す説明図である。

１容器本体
１ａ注入・出口
２注入治具
２ａ平面部
２ｂ筒体
２ｃ連通穴
２ｄ雌ねじ
３外筒
４前キャップ
４ａ注入口
４ｂ雄ねじ
４ｃ突起状の連結部
５後キャップ
５ａスプリング軸及び固定翼挿通する穴
６スプリング等弾性材
７スプリング軸
７ａ固定翼
８ａ係止板
８ｂ安全リング
Ａ非貫通穴
Ｂコンクリートやモルタル部分のひび割れ部
Ｃジャンカ等の空洞
Ｄ躯体表面
Ｐ気泡
Ｘ注入充填材
Ｙ注入器
Ｚ隙間部

Claims

コンクリート構造物のひび割れや、ジャンカ、鉄筋周囲の空隙に注入充填材を注入する方法において、コンクリートやモルタル部分に、コンクリートやモルタル表面から鉄筋位置に達する非貫通穴（Ａ）または、深さ１〜１００ｍｍ程度の非貫通穴（Ａ）を穿ち、コンクリートやモルタル部分のひび割れ部（Ｂ）と連通し、該穴（Ａ）の口端部より穴の先端、又はひび割れ部（Ｂ）に向けて注入充填材（Ｘ）を注入するに際し、注入器（Ｙ）を用い、一定の圧力で、穴（Ａ）又はひび割れ部（Ｂ）内に注入充填材（Ｘ）を注入すると共に、注入台座となる注入治具（２）から注入器（Ｙ）内の空気を外部に抜き、穴（Ａ）内と注入治具（２）内を低圧状態にしながら穴（Ａ）内、又は、ひび割れ部（Ｂ）から注入充填材（Ｘ）を注入するコンクリート構造物への注入充填材の注入方法において、注入台座の注入充填材（Ｘ）吐出口を、削孔した穴（Ａ）より小さくすることを特徴とするコンクリート構造物への注入材の注入方法。
注入充填材（Ｘ）を注入する注入器（Ｙ）の加圧力の範囲が、０．０１〜０．１Ｎ／ｍｍ² であることを特徴とする請求項１記載のコンクリート構造物への注入材の注入方法。
コンクリート構造物のひび割れや、ジャンカ、鉄筋周囲の空隙に注入充填材（Ｘ）を注入する方法において、該注入充填材（Ｘ）を充填する注入器（Ｙ）は、ベローズ状の壁面を有する容器本体（１）と、該容器本体（１）を内部に収納して保護する外筒（３）と、該外筒（３）には、一端部と螺合する前キャップ（４）、他端部と螺合する後キャップ（５）をそれぞれ設け、さらに、前記前キャップ（４）には、一面に、注入治具（２）の雌ねじ（２ｄ）と螺合し，雄ねじ（４ｂ）を先端部に有する突起状の注入口（４ａ）を有し、他面に該容器本体（１）の注入・出口（１ａ）と螺合する突起状の連結部（４ｃ）を設けており、前記後キャップ（４）は、前記外筒（３）の他端部と螺着され、スプリング等の弾性材（６）を圧入したスプリング軸（７）を挿通した後キャップ（５）からなり、躯体表面（Ｄ）から非貫通穴（Ａ）の縁面、又はひび割れ部（Ｂ）の縁面を覆い，中央に連通穴（２ｃ）を有し、前記前キャップ（４）と螺合する注入治具（２）からなり、該注入治具（２）の連通穴と前記容器本体（１）の注入口部とは、着脱自在に螺合すると共に、エアー抜きスペース（Ｚ）を該注入治具（２）と該注入口部の間に形成し、注入充填材（Ｘ）を非貫通穴（Ａ）内、又は、ひび割れ部（Ｂ）に注入する際、容器本体（１）の内壁をベローズ状に形成し、該壁面で注入充填材（Ｘ）内の気泡（Ｐ）を吸着させ、又、前記非貫通穴（Ａ）内、又はひび割れ部（Ｂ）内に、注入器（Ｙ）に装着したスプリング等の弾性材（６）で付勢して注入充填材（Ｘ）を低圧にて加圧注入すると同時に、注入器（Ｙ）内のエアーをエアー抜きスペース（Ｚ）から外部に逃しながら注入することを特徴とするコンクリート構造物への注入方法に使用する注入器。