JP6230380B2 - 遮水構造体およびそれを形成する方法 - Google Patents

Description

本発明は遮水構造体およびそれを形成する方法に関する。

例えば海洋護岸が老朽化すると、それに生じた亀裂等を通じて、陸から海へ地下水が流れ出る可能性がある。そこで、これを防止する必要性から、海洋護岸を建設する際にそれと陸との境界に遮水シートを設置する場合がある。このような遮水シートに関する技術として、従来、特許文献１〜３に記載のものが挙げられる。

特許文献１には、廃棄物最終処分場や貯水池において遮水することを目的として、被遮水地の下地の少なくとも一部に、ポリウレタン樹脂からなる遮水層を、下地接着層と緩衝層を介して形成するにあたって、前記下地接着層を塗布により形成し、その上に前記緩衝層を塗布により形成し、その上に前記遮水層を塗布により形成することを特徴とする遮水工法が提案されている。

特許文献２には、管理型産業廃棄物最終処分場において遮水することを目的として、最大粒径が５ｍｍ以下であり均等係数が５〜１０である砂と、海水と、高膨潤性ベントナイトと、を混合してなる変形追随性遮水材を用いた方法が提案されている。

特許文献３には、廃棄物海面処分場を区画する管理型護岸を、矢板壁により構築する際に、鋼製矢板の継手部に隙間なく遮水材を充満させ得て、遮水性能を長期間に亘って維持可能な管理型護岸の遮水構造を、容易でしかも安価に施工可能な工法を提供することを目的とし、海岸に沿ってまたは任意の海の部分を区切るように遮水壁を構築し、前記遮水壁に囲まれた内部を廃棄物処分場として構成する管理型護岸において、前記遮水壁を鋼製矢板の端部を接続しながら列状に立設して、遮水壁を構築し、前記遮水壁における各矢板の接続部の内部空間に遮水材（アスファルト混合物など）を充満させて、遮水壁での遮水作用を確保するために、前記鋼製矢板の接続部の内部空間に遮水材を充満させるに際して、前記接続部の内部空間にある水や泥等の不純物が、注入される遮水材に混入しないようにする補助手段を用いて、遮水材（アスファルト混合物など）の注入を行うことを特徴とする遮水壁の構築法が提案されている。

特開２００８−１４２７０３号公報 特開２００８−４３８４５号公報 特開２００８−１０６４５９号公報

例えば海洋護岸を建設し、相当な時間が経過して老朽化した後に、これを補修する場合、海洋護岸との境界部分の陸地を掘り出し、海洋護岸の表面を露出させ、遮水シート等を設置すると、時間およびコストが膨大になり好ましくない。また、その構造によっては、適切に遮水シート等を設置できない場合もある。そこで、海洋護岸における海側の表面に遮水シート等を設置することが考えられるが、海側には当然海水が存在するため、特許文献１に記載の方法ではウレタンが発泡し、海洋護岸に対する密着性に優れる構造体（シート等）を形成することはできない。また、特許文献２や特許文献３に記載の方法の場合、海洋護岸に形成された亀裂へベントナイトやアスファルトが浸透し難いため、適切に遮水することができない。

本発明は上記のような課題を解決することを目的とする。すなわち、本発明は、海洋構造物のような既設構造物について、水が存在する環境下において施工しても、密着性が高く、かつ、ひび割れへも浸透して、高度に遮水することができる遮水構造体およびその遮水構造体を形成する方法を提供することを目的とする。

本発明者は鋭意検討し、上記課題を解決する方法を見出して本発明を完成させた。
本発明は次の（１）〜（９）である。
（１）表面に亀裂が形成されており、表面の少なくとも一部に水が存在する既設構造物の表面に設置する遮水構造体であって、
前記既設構造物の表面に密着し、その一部が前記亀裂の内部にまで浸透している水中硬化型エポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂層と、
前記エポキシ樹脂層と密着する型枠Ｘと、
を有する遮水構造体。
（２）表面に亀裂が形成されており、表面の一部に水が存在する既設構造物の表面に設置する遮水構造体であって、
前記既設構造物の表面における水が存在していた部分に密着し、その一部が前記亀裂の内部にまで浸透している水中硬化型エポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂層と、
前記エポキシ樹脂層と密着する型枠Ｘと、
を有し、さらに
前記既設構造物の表面における水が存在していない部分に密着するウレタン樹脂層と、
前記ウレタン樹脂層に密着するモルタル層と、
前記モルタル層に密着する型枠Ｙと、
を有する遮水構造体。
（３）前記水中硬化型エポキシ樹脂の密度が２ｇ／ｃｍ³以上、粘度が４０００ｍＰａ・ｓ以下、可使時間が３０分以上である、上記（１）または（２）に記載の遮水構造体。
（４）前記型枠Ｘおよび／または前記型枠Ｙの剛性が１５０ｋＮ／ｍｍ以上である、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の遮水構造体。
（５）前記エポキシ樹脂層がグリッド材を含んでいる、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の遮水構造体。
（６）表面に亀裂が形成されており、表面の少なくとも一部に水が存在する既設構造物の表面に遮水構造体を形成する方法であって、
前記既設構造物の表面と間隔Ｌａを保つように、スペーサーを介して、下部に注入口を有する型枠Ｘを設置する型枠設置工程［１］と、
前記既設構造物の表面と前記型枠Ｘとの間に形成された隙間αへ、前記注入口から水中硬化型エポキシ樹脂を充填する、エポキシ樹脂充填工程と、
を備える遮水構造体を形成する方法。
（７）表面に亀裂が形成されており、表面の一部に水が存在する既設構造物の表面に遮水構造体を形成する方法であって、
前記既設構造物の表面における水が存在していた部分と間隔Ｌａを保つように、スペーサーを介して、下部に注入口を有する型枠Ｘを設置する型枠設置工程［１］と、
前記既設構造物の表面における水が存在していた部分と前記型枠Ｘとの間に形成された隙間αへ、前記注入口から水中硬化型エポキシ樹脂を充填する、エポキシ樹脂充填工程と、
を備え、さらに、
前記既設構造物の表面における水が存在していない部分にウレタン樹脂層を形成するウレタン樹脂層形成工程と、
前記ウレタン樹脂層と間隔Ｌｂを保つように、スペーサーを介して型枠Ｙを設置する型枠設置工程［２］と、
前記隙間β内へモルタルを充填するモルタル充填工程と、
を備える遮水構造体を形成する方法。
（８）前記エポキシ樹脂充填工程において、前記隙間α内に水が残存しないように、電気抵抗測定装置を用いた管理を行う、上記（６）または（７）に記載の遮水構造体を形成する方法。
（９）前記既設構造物の表面にハツリ・ブラスト処理を施し、その後、その表面の修復処理を行わないで、前記型枠設置工程［１］と前記エポキシ樹脂充填工程とを行う、上記（６）〜（８）のいずれかに記載の遮水構造体を形成する方法。

本発明によれば、海洋構造物のような既設構造物について、水が存在する環境下において施工しても、密着性が高く、かつ、ひび割れへも浸透して、高度に遮水することができる遮水構造体およびその遮水構造体を形成する方法を提供することができる。

図１は、既設構造物に該当する海洋護岸およびその周辺部位の概略断面図である。 図２は、既設構造物に該当するトンネルおよびその周辺部位の概略断面図である。 図３は、型枠設置工程［１］を説明するための概略断面図である。 図４は、型枠設置工程［１］を説明するための概略図である。 図５は、エポキシ樹脂充填工程を説明するための概略断面図である。 図６は、好ましいエポキシ樹脂充填工程を説明するための概略断面図である。 図７は、本発明の方法の好ましい態様を説明するための概略断面図である。 図８は、本発明の方法の好ましい態様を説明するための別の概略断面図である。 図９は、ひび割れ追従試験を説明するための概略図である。 図１０は、漏水試験を説明するための概略図である。 図１１は、漏水試験を説明するための別の概略図である。 図１２は、浸透性試験を説明するための別の概略図である。

本発明について説明する。
本発明は、表面に亀裂が形成されており、表面の少なくとも一部に水が存在する既設構造物の表面に設置する遮水構造体であって、前記既設構造物の表面に密着し、その一部が前記亀裂の内部にまで浸透している水中硬化型エポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂層と、前記エポキシ樹脂層と密着する型枠Ｘと、を有する遮水構造体である。
このような遮水構造体を、以下では「本発明の構造体」ともいう。

また、本発明は、表面に亀裂が形成されており、表面の少なくとも一部に水が存在する既設構造物の表面に遮水構造体を形成する方法であって、前記既設構造物の表面と間隔Ｌａを保つように、スペーサーを介して、下部に注入口を有する型枠Ｘを設置する型枠設置工程［１］と、前記既設構造物の表面と前記型枠Ｘとの間に形成された隙間αへ、前記注入口から水中硬化型エポキシ樹脂を充填する、エポキシ樹脂充填工程と、を備える遮水構造体を形成する方法である。
このような遮水構造体を形成する方法を、以下では「本発明の方法」ともいう。

本発明の構造体は、本発明の方法によって形成することができる。

以下において、単に「本発明」と記す場合、「本発明の構造体」および「本発明の方法」の両方を意味するものとする。

＜既設構造物＞
本発明における既設構造物について説明する。
本発明において既設構造物は、表面に亀裂が形成されており、表面の少なくとも一部に水が存在するものである。例えば海洋護岸やトンネルが既設構造物に該当する。

海洋護岸について図１を用いて説明する。図１は、陸３と海５との間に建設されている海洋護岸１の概略断面図である。建設後、相当の時間が経過し、海洋護岸１が老朽化すると、海洋護岸１の陸３側の表面９と海５側の表面１１とを繋ぐ亀裂７が生じる場合がある。
このような海洋護岸１は、表面１１に亀裂７が形成されており、表面１１の表面の少なくとも一部に水（海水）が存在するものであり、本発明における既設構造物に該当する。
亀裂７が生じると、その亀裂７を通じて陸３から海５へ地下水が流れ出る可能性があるため、これを防止するための補修を行う必要がある。
ここで本発明の構造体は、水（海水）が存在する表面１１に設置する。
また、本発明の方法では、水（海水）が存在する表面１１に、本発明の構造体を形成する。

トンネルについて図２を用いて説明する。図２は、山等に形成されたトンネル１３の概略断面図である。建設後、相当の時間が経過し、トンネル１３が老朽化すると、トンネル１３の土１５側の表面１７とトンネル内部側の表面１９とを繋ぐ亀裂２１が生じる場合がある。
このようなトンネル１３は、表面１９に亀裂２１が形成されており、表面１９の表面の少なくとも一部に、亀裂２１からトンネル１３の内部側へ流れ出た地下水２３が存在するものであり、本発明における既設構造物に該当する。
図２に示すように、亀裂２１を通じて地下水がトンネル内部側へ流れ出た場合（または流れ出る可能性がある場合）、これを補修する必要がある。
ここで本発明の構造体は、地下水２３が存在する表面１９に設置する。
また、本発明の方法では、地下水２３が存在する表面１９に、本発明の構造体を形成する。

＜本発明の方法＞
本発明の方法について説明する。本発明の方法は、上記のような既設構造物における、亀裂が形成されていて、少なくとも一部に水が存在する表面に、本発明の構造体を設置する方法である。
本発明は以下に詳細に説明する型枠設置工程［１］およびエポキシ樹脂充填工程を備える。

＜型枠設置工程［１］＞
本発明の方法が備える型枠設置工程［１］について、図３および図４を用いて説明する。図３は、既設構造物の表面にスペーサーおよび型枠Ｘを設置した状態を示す概略断面図であり、図４は、図３と同様の、既設構造物の表面にスペーサーおよび型枠Ｘを設置した状態を、型枠Ｘ側から見た概略図である。

型枠設置工程［１］では、図３に示すように、既設構造物３１の表面３３と間隔Ｌａを保つように、スペーサー３７を介して、型枠Ｘ３９を設置する。

スペーサー３７は表面３３および型枠Ｘ３９に密着して、型枠Ｘ３９の主面が表面３３と概ね平行となる位置に、型枠Ｘ３９を固定する役割を果たす。また、スペーサー３７は、後のエポキシ樹脂充填工程において隙間α４１内へ水中硬化型エポキシ樹脂を充填した際に、水中硬化型エポキシ樹脂が不必要な部位に漏れ出さないようにシールする役割も合わせて果たす。よって、スペーサー３７は、図３においては型枠Ｘ３９の下部にのみ設置されているが、図４において点線で示すように、必要に応じて隙間αを囲うように配置する。
このような役割を果たすものであれば、スペーサー３７の大きさ、形状、材質等は特に限定されない。

スペーサー３７は、圧縮強度が５ｋＰａ以上（より好ましくは８ｋＰａ以上）の部材であることが好ましい。ここで圧縮強度はＪＩＳ Ｋ ７３１２（熱硬化性ポリウレタンエラストマー成形物の物理的試験法によって測定されるものである。
スペーサー３７はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタンまたはポリスチレンからなる発泡体であることが好ましい。

既設構造物３１の表面３３と型枠Ｘの主面との間隔Ｌａは小さくてもよく、例えば５ｍｍ程度であってもよい。例えば、従来、特許文献２や特許文献３において用いられているベントナイトやアスファルトの場合、この間隔Ｌａが小さいと注入すること自体が困難であり、具体的には少なくとも２０ｍｍ以上の間隔が注入のためには必要である。
間隔Ｌａは５〜３０ｍｍであることが好ましく、１０〜２０ｍｍであることがより好ましい。
なお、既設構造物３１の表面３３と型枠Ｘの主面とを厳密に平行することは困難である。よって、間隔Ｌａは、既設構造物３１の表面３３と型枠Ｘの主面と間隔の平均値を意味するものとする。

型枠Ｘは、図３に示すように設置した場合の下部に注入口４３を有する態様のものである。
型枠Ｘは板状であってその主面間を貫通する孔（注入口４３）を形成したものであることが好ましい。
型枠Ｘの材質や厚さは特に限定されないが、剛性が１５０ｋＮ／ｍｍ以上の部材であることが好ましい。ここで剛性はヤング率×断面二次モーメントから求められる。
型枠Ｘは鋼材、ＦＲＰ、モルタルボードであることが好ましい。
なお、後述するようにエポキシ樹脂層の中にグリッド材を含ませた場合、型枠Ｘの剛性は低くてもよい。グリッド材（炭素繊維等）は高いヤング率を保持し、且つコンクリートへの付着構成物であるため、剛性補強ができる。

なお、海洋護岸は法線（壁面の位置）が陸地との位置取りとして登録されていることから、既設の海洋護岸のコンクリートをハツリ後、漏水補修する際、既設の法線まで戻す必要が有る。したがって、ハツリ量を少なく、型枠の厚みや充填厚みが少ない方がより安価となる。また、型枠Ｘは鋼材が有利なるも、重量から取り扱い性が悪いとの作業性も考慮する必要が有る。

型枠設置工程［１］において、スペーサー３７を設置する前または後に、既設構造物３１の表面３３に対してハツリ・ブラスト処理を施して、不要物を除去することが好ましい。ここで、ハツリ・ブラスト処理を施すと、既設構造物３１における表面３３は削られるが、これを修復処理しないで、次のエポキシ樹脂充填工程を行ってもよい。本発明の方法が備えるエポキシ樹脂充填工程によれば、修復処理を行わなくても、性能を発揮する遮水構造体を設置することができる。

＜エポキシ樹脂充填工程＞
本発明の方法が備えるエポキシ樹脂充填工程について、図５を用いて説明する。図５は、既設構造物およびその表面に設置した本発明の構造体の概略断面図である。図５は、図３に示した、既設構造物３１の表面３３にスペーサー３７および型枠Ｘ３９を設置した状態について、さらにエポシキ樹脂を充填した後の状態を示している。

エポキシ樹脂充填工程では、図３に示した状態について、注入口４３から、隙間α４１内へ、水中硬化型エポキシ樹脂４５を充填する。下部の注入口４３から隙間４１へ充填されたエポキシ樹脂４５は、海水中の一部の水分と反応しながら硬化し、徐々に上部へ移動していく。この過程で亀裂３５の内部へも浸透する。

水中硬化型エポキシ樹脂４５は、水と反応して硬化する態様のものである。隙間α４１内には、海水や、亀裂３５を通って流れ出た地下水が存在し得るが、水中硬化型エポキシ樹脂４５は、これら海水等を反応して硬化するため、その存在が問題になり難い。海水等が多すぎた場合は反応に利用されない部分が生じるが、図３および図５に示すように下部に存在する注入口からエポキシ樹脂４５を充填していくと、硬化したエポキシ樹脂４５の上に、利用されなかった海水等が押し出されたように存在することになる。

このような隙間α４１内に存在していた海水等の多くの部分は上へ押し出されるが、隙間α４１内の端部分には、海水等が残存しやすい。そこで、隙間α４１内へ水中硬化型エポキシ樹脂を充填しつつ、電気抵抗測定装置を用いた管理を行うことが好ましい。これについて図６を用いて説明する。
図６は、図４に示した、既設構造物の表面にスペーサーおよび型枠Ｘを設置した状態について、さらにエポシキ樹脂を充填した後の状態を型枠Ｘ側から見た概略図である。図６において端部分を４７と記している。図６に示すように、電気抵抗測定装置４９のプラス極およびマイナス極に電気的に繋いだ配線を隙間α４１へ充填したエポキシ樹脂４５内に挿入して、電極間の電気抵抗を測定すると、電極間にエポキシ樹脂が存在するか、水が存在するかを把握することができる。

水中硬化型エポキシ樹脂は、密度が２ｇ／ｃｍ³以上、粘度が４０００ｍＰａ・ｓ以下、可使時間が３０分以上のものであることが好ましい。このような性状である場合、幅が１ｍｍ程度の亀裂の内部へ浸透しやすいからである。また、間隔Ｌａが小さく、隙間αが狭い場合であってもそこへ浸透し、また、さらに幅の狭いひび割れへも浸透し、加えてひび割れ構造が変動しても変形し難い。
ここで密度は３ｇ／ｃｍ³以下であることが好ましい。充填時の水との置換とひび割れ充填性を課題としており、密度が高くなると樹脂成分が低く、充填顔料との分離、ひび割れ部への充填性が低下することから、３ｇ／ｃｍ³以下が好ましい。密度が２ｇ／ｃｍ³に近いと水置換性とひび割れ追従性（伸び）が良好になり好ましい。なお、密度はＪＩＳ Ｋ ６８３３に規定される方法で測定される値（条件：２０℃）を意味するものとする。
また、粘度は２０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。また、５００ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましく、１０００ｍＰａ・ｓ以上であることがより好ましい。水置換性とひび割れ浸透性が良好となるからである。また、充填時の水との置換とひび割れ充填性を課題としており、粘度が低いと水との混合が発生し、粘度が高いとひび割れ充填性が落ちることから、粘度は２０００ｍＰａ・ｓ以下で且つ５００ｍＰａ・ｓ以上が好ましい。なお、粘度はＪＩＳ Ｋ ６８３３に規定される方法で測定される値（条件：２０℃）を意味するものとする。
可使時間は６０分以下であることが好ましい。上記粘度の場合、ひび割れ浸透性と下端シール性の兼ね合いより、３０分程度であることが好ましい。なお、可使時間とは、温度上昇法（条件２０℃、３００ｇ）によって測定される粘度が２倍なるまでの時間を意味する。

注入口４３から、隙間α４１内へ、水中硬化型エポキシ樹脂を充填した後、エポキシ樹脂が硬化する前に、その中へグリッド材を含ませることができる。この場合、型枠Ｘの剛性が低くてもよい。グリッド材（炭素繊維等）は高いヤング率を保持し、且つコンクリートへの付着構成物であるため、剛性補強ができるからである。
グリッド材とはＦＲＰ格子筋であることが好ましく、炭素繊維やＦＲＰの棒状の材料を縦横に交差固定されたものであることが好ましい。

このような本発明の方法によれば、水が存在する環境下において施工しても、密着性が高く、かつ背面圧が加わっても剥がれ難く、その結果、遮水性が極めて高い遮水構造体を設置することができる。

このような本発明の方法によって、上記のような既設構造物における、亀裂が形成されていて、少なくとも一部に水が存在する表面に、本発明の構造体を設置することができる。

本発明の方法は、上記のような型枠設置工程［１］とエポキシ樹脂充填工程とを備え、表面に亀裂が形成されており、表面の少なくとも一部に水が存在する既設構造物の表面に遮水構造体を形成する方法である。したがって、例えば海洋護岸に遮水構造体を形成する場合、本発明の方法では、図７に示すように、海洋護岸１における表面であって、水（海水）が存在する部分５１と合わせて、水（海水）が存在しない部分５３にも、本発明の構造体５５を形成することができる。
ここで、本発明の方法では水（海水）が存在しない部分５３について、水（海水）が存在する部分５１とは異なる構造体を形成してもよい。すなわち、水（海水）が存在する部分５１については、上記のような型枠設置工程［１］とエポキシ樹脂充填工程とを施し、水（海水）が存在しない部分５３については、後述するウレタン樹脂層形成工程と、型枠設置工程［２］と、モルタル充填工程とを施すことができる。
これらの工程について、以下に図８を用いて説明する。

＜ウレタン樹脂層形成工程＞
ウレタン樹脂層形成工程について説明する。
ウレタン樹脂層形成工程は、前記既設構造物の表面における水が存在していない部分にウレタン樹脂層を形成する工程である。
ウレタン樹脂層は、既設構造物６１の表面における水が存在していない部分（例えば図７において５３で示される部分）にポリウレタン系樹脂を吹き付け等して形成することができる。ポリウレタン系樹脂は、一液湿気硬化型を用いてもよいし、二液反応型を用いてもよい。具体的には、スプレーガンを用いた吹き付けによって形成することが好ましい。より具体的には、イソシアネート成分とポリオール成分を混合してなる硬化性混合物を吹きつけし、この混合物からなるウレタン樹脂層６３を形成することができる。
ウレタン樹脂層６３の厚さは、０．５ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上、さらに好ましくは２ｍｍ以上とすることができる。

＜型枠設置工程［２］＞
型枠設置工程［２］について説明する。型枠設置工程［２］は、ウレタン樹脂層６３と間隔Ｌｂを保つように、スペーサー６５を介して型枠Ｙ６７を設置する工程である。
この工程は、前述の型枠設置工程［１］と同様であってよい。スペーサー６５も同様であってよい。ただし、型枠Ｙ６７は、型枠Ｘが有するような注入口を有さなくてもよい。また、型枠Ｙ６７は注入口を有してもよいが、型枠Ｘのように下部に有する必要はなく、例えば上部に有していてもよい。

また、間隔Ｌｂは、間隔Ｌａよりも広いことが好ましい。具体的に、間隔Ｌｂは３０〜１５０ｍｍであることが好ましく、５０〜１００ｍｍであることがより好ましい。間隔Ｌｂが小さすぎる場合、モルタル充填の際の充填圧が上がる場合があり、型枠強度やシール構造への影響が大きい場合があり、かつ隅への充填性に難ある可能性があるからである。また、間隔Ｌｂが高すぎる場合、材料費が嵩み経済的ではない。

＜モルタル充填工程＞
モルタル充填工程について説明する。モルタル充填工程は、隙間β６９内へモルタルを充填する工程である。

モルタルを隙間β６９内へ充填する方法は特に限定されない。型枠Ｙが注入口を有するものであれば、その注入口からモルタルを充填してよい。型枠Ｙが注入口を有しないものであれば、図８に示すように、隙間β６９の上部からホース等を用いて充填してもよい。

モルタルとして、例えば、ポリマーセメントモルタル、樹脂モルタル、セメントモルタルが使用できる。ポリマーセメントモルタルは、例えば、ポルトランドセメント、早強セメント、中庸熱ポルトランドセメントなどのセメントと、硅砂などの細骨材とを含み、これらを結合するバインダーとしてポリマーエマルジョンやラテックスエマルジョンを添加したものである。ポリマーエマルジョンとしては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂などの樹脂系エマルジョン、スチレン−ブタジエンゴム、アクリルゴムなどの合成ゴム系エマルジョン、天然ゴムエマルジョンなどが使用できる。

このような態様の本発明の方法によって、表面に亀裂が形成されており、表面の一部に水が存在する既設構造物の表面に設置する遮水構造体であって、前記既設構造物の表面における水が存在していた部分に密着し、その一部が前記亀裂の内部にまで浸透している水中硬化型エポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂層と、前記エポキシ樹脂層と密着する型枠Ｘと、を有し、さらに前記既設構造物の表面における水が存在していない部分に密着するウレタン樹脂層と、前記ウレタン樹脂層に密着するモルタル層と、前記モルタル層に密着する型枠Ｙと、を有する遮水構造体を形成することができる。

本発明の実施例について説明する。本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

＜ひび割れ追従性試験＞
夏場には直射日光を受けて約６０℃となり、冬場には約０℃となる環境下において、コンクリート等に形成されたひび割れの幅は変動する可能性がある。このようなひび割れを有する躯体に本発明の水中硬化型エポキシ樹脂を塗布し、そのひび割れの中に本発明の水中硬化型エポシキ樹脂を浸透させた場合、それに不具合が生じないことが必要である。
そこで、ひび割れを模擬して形成した間隙を有する表面に、本発明の水中硬化型エポシキ樹脂を塗布してなる試験体を作成し、そのひび割れ追従性を試験した。
さらに、水中硬化型エポキシ樹脂の代わりにポリウレタン系樹脂を用いた同様の試験も行った。なお、ポリウレタン系樹脂を塗布する際はＣＶスプレー工法を適用した。ＣＶスプレー工法は特開２００８−１４２７０３号に記載されている工法である。

試験体について、図９を用いて説明する。
初めに、２つの鋼材７２および木材７４を用意した。鋼材７２は、各々、角管である。そして、それら各々の端面を略平行に、かつ、それらの端面の間に約１ｍｍ幅の間隙７６が存するように木材７４の主面上に配置し、接着剤を用いて接着した。ここで約１ｍｍ幅の間隙７６が、ひび割れを模擬している。

次に、この表面（木材７４が存する面とは反対に存する主面）に、本発明の水中硬化型エポシキ樹脂（ＮＴＡＣ−ＳＧＲ、日本シーカ社製）を塗布して試験体７０を得た。ここで水中硬化型エポキシ樹脂からなる層（エポキシ樹脂層７８）の厚さを１５ｍｍとなるようにした。このような試験体７０を複数作成した。

そして、一部の試験体７０については水中硬化型エポキシ樹脂が硬化する前に、ここへグリッドを埋め込んだ。グリッドはＦＯＲＣＡトウグリッド ＦＴＧ−ＣＲ４ １００×１００（新日鉄住金マテリアルズ株式会社コンポジット社製）である。

その後、エポシキ樹脂層の中へグリッドを埋め込んだ試験体７０およびグリッドを埋め込んでいない試験体７０を常温常圧の室内に４８時間放置し、水中硬化型エポシキ樹脂を硬化させた。

上記のようにして得られた試験体７０を恒温装置の中に配置し、冷熱繰り返しサイクル試験を行った。この試験は試験体７０が存する雰囲気の温度を０℃から６０℃まで昇温し、その後、再度０℃まで降温するプロセスを１サイクルとし、これを３０回繰り返す試験である。

なお、試験体の全長は１．５ｍであり、被塗物の鋼材の線膨張係数が１１．７×１０^-6／℃なので、０〜６０℃に温度変化すると全体では１ｍｍ変動する。当該変動代が隙間1ｍｍに加わるひび割れ変動の試験である。

このような試験を行ったところ、エポシキ樹脂層の中へグリッドを埋め込んだ試験体７０およびグリッドを埋め込んでいない試験体７０のいずれにおいても、エポシキ樹脂層７８は鋼材７２に密着した状態を保ち、また、亀裂等は無く、何らの不具合も発生していないことが確認できた。
また、水中硬化型エポキシ樹脂の代わりにポリウレタン系樹脂を用いた同様の試験においても、ポリウレタン系樹脂は鋼材７２に密着した状態を保ち、また、亀裂等は無く、何らの不具合も発生していないことが確認できた。

＜漏水試験＞
ひび割れから水が排出されている躯体の表面に本発明の水中硬化型エポキシ樹脂を塗布した場合、その水中硬化型エポキシ樹脂からなる層（エポキシ樹脂層）は躯体側から水圧を受けることになる。この水圧を受けた場合であってもエポキシ樹脂層は躯体に密着した状態を保持する必要がある。
そこで、これを確認するため、外水圧性能確認試験を行った。さらに、水中硬化型エポキシ樹脂の代わりにポリウレタン系樹脂を用いた同様の試験も行った。なお、ポリウレタン系樹脂を塗布する際はＣＶスプレー工法を適用した。

外水圧性能確認試験について説明する。
初めに、図１０に示すフェンスブロック８０を用意した。フェンスブロック８０は、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×４００ｍｍの大きさの直方体のコンクリートからなる塊の内部に、円筒状の孔８２を形成したものである。孔８２の直径は６５ｍｍである。孔８２は一方の端面８４からフェンスブロック８０の長手方向に形成されているが、他方の端面８６までには到達していない。すなわち端面８６に孔は形成されておらず、端面８６の壁厚（端面８６の表面と孔８２との壁厚）は４５〜７４ｍｍである。よって、フェンスブロック８０を図１０に示すように配置した場合、孔８２には水を貯めることができる構造となっている。また、図１０に示すように配置した場合の下面（他方の端面８６）から約４０〜約６０ｍｍの高さの付近に、直径５ｍｍの孔８8が形成されている。孔８８は各面に３個ずつ、４面に形成されている。孔８８を形成した箇所におけるフェンスブロック８０の壁厚は４５ｍｍである。

そして、図６に示すように、フェンスブロック８０に形成した孔８８を塞ぐように本発明の水中硬化型エポキシ樹脂（ＮＴＡＣ−ＳＧＲ、日本シーカ社製）を塗布して、それからなる層（エポキシ樹脂層９０）を形成した。エポキシ樹脂層９０は全ての孔８８を塞ぐように４面に形成した。その大きさは１００ｍｍ×１００ｍｍの正方形となるようにした。そして、図１１に示すような試験体１００を得た。

次に、このような試験体１００における孔８２へホースを介して水を押し込み、１５日間、保持した。ここで孔８８からエポキシ樹脂層９０へ０．０７ＭＰａの圧力（背面圧）がかかるように調整した。
その結果、１５日間経過後であっても、エポキシ樹脂層９０はコンクリート製のフェンスブロック８０へ密着した状態を保っており、試験体１００の内部の水が、エポキシ樹脂層９０とフェンスブロック８０との間から漏水することはなかった。
また、水中硬化型エポキシ樹脂の代わりにポリウレタン系樹脂を用いた同様の試験においても同様の結果であった。すなわち、１５日間経過後であっても、ポリウレタン系樹脂の層はコンクリート製のフェンスブロック８０へ密着した状態を保っており、試験体１００の内部の水が、ポリウレタン系樹脂の層とフェンスブロック８０との間から漏水することはなかった。

＜浸透性試験＞
浸透性試験について、図１２を用いて説明する。
屋外に１５年暴露されたコンクリート角（１００ｍｍ×１００ｍｍ、長さ１５０ｍｍ）を２つ（１０２、１０４）用意し、これらを並べるように水平面上に配置した。ここで、コンクリート角の各々が有する長手方向の面（４面）のうちの１面が水平面に接するように配置した。また、各々の長手方向の１面が対向し、これらの面の間隔１０５が０．２５ｍｍとなるように配置した。水平面上において間隔１０５の部分を塞ぐようにシールした。
次に水平面上に配置した２つのコンクリート角の側面を覆うように、４つのアクリル板１０６（厚さ１．０ｍｍ）を配置した。ここでアクリル板の上部が３０ｍｍ上側へ飛び出すように配置した。
さらに、１つのアクリル板１０６に注入口１０８を形成した。この注入口１０８は隙間１０５へ通じている。
そして、隙間１０５を水で湿らせた後、注入口１０８を通じて隙間１０８へ水中硬化型エポキシ樹脂（ＮＴＡＣ−ＳＧＲ、日本シーカ社製）を充填して、コンクリート間隙への
充填性を確認した。
その結果、問題なく充填されることを確認した。

＜密着性試験＞
ＪＩＳ Ａ ６９０９に準拠する建研式密着力測定を行った。具体的には、コンクリート平板（２００ｍｍ×２００ｍｍ、厚さ５０ｍｍ）を用い、これを水槽に水没させた状態で、この表面に水中硬化型エポキシ樹脂（ＮＴＡＣ−ＳＧＲ、日本シーカ社製）の層を形成した。そして、４８時間当該水槽中で養生後、水槽から取り出し、引張ジグ（４ｃｍ×４ｃｍ）を接着させ、且つ当該ジグの大きさにて水中硬化型エポキシ樹脂をコンクリートに到達するように縁切り加工を施した。そして、引張ジグを垂直に引き上げた状態にて水中硬化型エポキシ樹脂が剥離する加重を測定したところ、１．９〜３．７Ｎ／ｍｍ²の高値密着力が発現し、且つ剥離破壊形態は全てコンクリートの凝集破壊であった。
さらに、水中硬化型エポキシ樹脂の代わりにポリウレタン系樹脂を用いた同様の試験も行った。なお、ポリウレタン系樹脂を塗布する際はＣＶスプレー工法を適用した。その結果、水中硬化型エポキシ樹脂の場合と同様の結果であった。すなわち、引張ジグを垂直に引き上げた状態にてポリウレタン系樹脂が剥離する加重を測定したところ、１．９〜３．７Ｎ／ｍｍ²の高値密着力が発現し、且つ剥離破壊形態は全てコンクリートの凝集破壊であった。

上記のようなひび割れ追従性試験、漏水試験、浸透性試験および密着性試験によって、本発明の水中硬化型エポキシはひび割れへの浸透性に優れ、躯体への密着性にも優れていることが確認できた。また、本発明の水中硬化型エポキシと面剛性を備える型枠との備える本発明の構造体によれば、エポキシ樹脂層に背面圧がかかるような状況であっても漏水を防止でき、かつ、環境温度変化へも順応して漏水を防止できることを確認できた。

次に、図７に示したように、水（海水）が存在する部分５１については型枠設置工程［１］とエポキシ樹脂充填工程とを施し、水（海水）が存在しない部分５３については、ウレタン樹脂層形成工程と、型枠設置工程［２］と、モルタル充填工程とを施して、水（海水）が存在しない部分５３について、水（海水）が存在する部分５１とは異なる構造体を形成し、密着性や遮水性について試験を行った。

初めに、間隔Ｌａを２０ｍｍとし、モルタル製の型枠Ｘおよびスペーサーを用いて水（海水）が存在する部分５１に型枠を設置した後（型枠設置工程［１］）、隙間αへ水中硬化型エポキシ樹脂（ＮＴＡＣ−ＳＧＲ、日本シーカ社製）を充填した。次に、水（海水）が存在しない部分５３にポリウレタン系樹脂をＣＶスプレー工法にて塗布した後、間隔Ｌｂを５０ｍｍとし、モルタル製の型枠Ｙおよびスペーサーを用いて型枠を設置した後（型枠設置工程［２］）、隙間βへモルタルを充填した。
その結果、３ヵ月経過後であっても、各層は密着性を保ち、遮水性も保持されていた。

次に、同様の試験であって、型枠Ｘ、そのスペーサー、型枠Ｙおよびそのスペーサーのいずれもを、モルタル製のものからＳＵＳ３０４製のものに変更した試験を行った。その結果、３ヵ月経過後であっても、各層は密着性を保ち、遮水性も保持されていた。

１ 海洋護岸
３ 陸
５ 海
７ 亀裂
９、１１ 表面
１３ トンネル
１５ 土
１７、１９ 表面
２１ 亀裂
２３ 地下水
３１ 既設構造物
３３ 表面
３５ 亀裂
３７ スペーサー
３９ 型枠Ｘ
４１ 隙間α
４３ 注入口
４５ 水中硬化型エポキシ樹脂
４７ 端部分
４９ 電気抵抗測定装置
５１、５３ 表面
６１ 既設構造物
６３ ウレタン樹脂層
６５ スペーサー
６７ 型枠Ｙ
６９ 隙間β
７０ 試験体
７２ 鋼材
７４ 木材
７６ 間隙
７８ エポキシ樹脂層
８０ フェンスブロック
８２ 孔
８４、８６ 端面
８８ 孔
９０ エポキシ樹脂層
１００ 試験体
１０２ コンクリート角
１０４ コンクリート角
１０５ 間隔
１０６ アクリル板
１０８ 注入口

Claims (8)

1. 表面に亀裂が形成されており、表面の一部に水が存在する既設構造物の表面に設置する遮水構造体であって、
   前記既設構造物の表面における水が存在していた部分に密着し、その一部が前記亀裂の内部にまで浸透している水中硬化型エポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂層と、
   前記エポキシ樹脂層と密着する型枠Ｘと、
   を有し、さらに
   前記既設構造物の表面における水が存在していない部分に密着するウレタン樹脂層と、
   前記ウレタン樹脂層に密着するモルタル層と、
   前記モルタル層に密着する型枠Ｙと、
   を有する遮水構造体。
2. 前記水中硬化型エポキシ樹脂の密度が２ｇ／ｃｍ³以上、粘度が４０００ｍＰａ・ｓ以下、可使時間が３０分以上である、請求項１に記載の遮水構造体。
3. 前記型枠Ｘおよび／または前記型枠Ｙの剛性が１５０ｋＮ／ｍｍ以上である、請求項１または２に記載の遮水構造体。
4. 前記エポキシ樹脂層がグリッド材を含んでいる、請求項１〜３のいずれかに記載の遮水構造体。
5. 表面に亀裂が形成されており、表面の少なくとも一部に水が存在する既設構造物の表面に遮水構造体を形成する方法であって、
   前記既設構造物の表面と間隔Ｌａを保つように、スペーサーを介して、下部に注入口を有する型枠Ｘを設置する型枠設置工程［１］と、
   前記既設構造物の表面と前記型枠Ｘとの間に形成された隙間αへ、前記注入口から水中硬化型エポキシ樹脂を充填し、前記隙間α内に水が残存しないように、電気抵抗測定装置を用いた管理を行う、エポキシ樹脂充填工程と、
   を備える遮水構造体を形成する方法。
6. 表面に亀裂が形成されており、表面の一部に水が存在する既設構造物の表面に遮水構造体を形成する方法であって、
   前記既設構造物の表面における水が存在していた部分と間隔Ｌａを保つように、スペーサーを介して、下部に注入口を有する型枠Ｘを設置する型枠設置工程［１］と、
   前記既設構造物の表面における水が存在していた部分と前記型枠Ｘとの間に形成された隙間αへ、前記注入口から水中硬化型エポキシ樹脂を充填する、エポキシ樹脂充填工程と、
   を備え、さらに、
   前記既設構造物の表面における水が存在していない部分にウレタン樹脂層を形成するウレタン樹脂層形成工程と、
   前記ウレタン樹脂層と間隔Ｌｂを保つように、スペーサーを介して型枠Ｙを設置する型枠設置工程［２］と、
   前記隙間β内へモルタルを充填するモルタル充填工程と、
   を備える遮水構造体を形成する方法。
7. 前記エポキシ樹脂充填工程において、前記隙間α内に水が残存しないように、電気抵抗測定装置を用いた管理を行う、請求項６に記載の遮水構造体を形成する方法。
8. 前記既設構造物の表面にハツリ・ブラスト処理を施し、その後、その表面の修復処理を行わないで、前記型枠設置工程［１］と前記エポキシ樹脂充填工程とを行う、請求項５〜７のいずれかに記載の遮水構造体を形成する方法。

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