JP6350105B2 - ポリマーセメント組成物、ポリマーセメントモルタル、及びモルタル硬化体 - Google Patents

Description

本発明は、ポリマーセメント組成物、ポリマーセメントモルタル、及びモルタル硬化体に関する。

特許文献１は、工場などで予め製造されたコンクリート部品（プレキャストコンクリート製の補強ユニット）を組み立てながら既存建物の外側（外壁）と一体化させ、既存建物を補強する補強工法を開示している。これらのコンクリート部品を組み立てる際には、補強柱となるコンクリート部品（補強柱ユニット）と補強梁となるコンクリート部品（補強梁ユニット）とを挿通する横ＰＣ鋼材により、これらに対して予め圧縮応力（プレストレス）を付与し、補強ユニットの耐震性能の向上を図っている。

特許文献２は、既存建物を補強する補強構造を開示している。この補強構造では、既存建物の柱及び梁の外面に打設されたアンカーと、外面に沿って設けられるコンクリートとを、ポリマーセメントモルタルの硬化体で接続している。このようにポリマーを含むセメントモルタルを用いることによって、コンクリートとセメントモルタルとの付着性を向上することが指向されている。

特開２００５−１５５１３７号公報 特開２０１４−７７２４８号公報

特許文献１が開示するような補強ユニットを用いた補強工法の場合、重量物であるコンクリート部品を工場から現場に運搬する必要が生ずる。加えて、同補強工法の場合、補強ユニットを製造するための設備や、プレストレスを補強ユニットに付与する工程を要する。従って、補強工法の煩雑となり、工期の長期化を招いていた。

特許文献２では、低コストで既存建物の補強を実現することが提案されているものの、更なる耐震性の向上のため、ポリマーセメントモルタルの強度をさらに向上することが可能な技術を確立することが求められている。

そこで、本発明は、一つの側面において、耐震性に優れる補強構造物を、短期間で設置することが可能なポリマーセメントモルタル及びモルタル硬化体を提供することを目的とする。本発明は、別の側面において、そのようなポリマーセメントモルタル及びモルタル硬化体を得ることができるポリマーセメント組成物を提供することを目的とする。

本発明は、一つの側面において、柱部、梁部、及びこれらが交差する部分である交差部を有する既存建物の、柱部、梁部及び交差部に対応する位置にそれぞれ配置される補強柱部、補強梁部及び補強交差部を備える補強構造物用のポリマーセメント組成物であって、セメント、細骨材、流動化剤、及び再乳化形粉末樹脂を含有し、セメント１００質量部に対して、細骨材を８０〜１３０質量部、及び、再乳化形粉末樹脂を０．２〜６．０質量部含有し、補強交差部に用いられる、ポリマーセメント組成物を提供する。

このようなポリマーセメント組成物は、所定の割合で細骨材を有する。このため、流動性に優れるとともに、高い圧縮強度を有する硬化体を形成することができる。また、上記ポリマーセメント組成物は、所定の割合で再乳化形粉末樹脂を含有する。このため、既存建物、及び補強構造物であるコンクリートとの良好な接着性を維持しつつ、短期間で高い強度を有するモルタル硬化体を形成することができる。このような要因によって、優れた耐震性を有する補強構造物を、短期間で製造することができる。

上記ポリマーセメント組成物は、セメント１００質量部に対して、流動化剤を０．０４〜０．５５質量部含有することが好ましい。このような範囲で流動化剤を含有することによって、流動性を一層向上しつつ、一層高い圧縮強度を有する硬化体を形成することができる。

上記ポリマーセメント組成物は、無機系膨張材を含有することが好ましい。これによって、ポリマーセメント組成物を用いて得られるモルタル硬化体の圧縮強度を一層高くすることができる。また、上記ポリマーセメント組成物は、合成樹脂繊維を含有することが好ましい。これによって、ポリマーセメント組成物を用いて得られるモルタル硬化体の曲げ耐力を向上することができる。また、硬化時の乾燥収縮が小さくなって、硬化体の強度が発現するまでの期間を短縮することができる。このため、工期を短期化することができる。

本発明は、別の側面において、上述のポリマーセメント組成物と水とを含有する、補強構造物用のポリマーセメントモルタルを提供する。このポリマーセメントモルタルは上述の特徴を有するポリマーセメント組成物を含有することから、優れた耐震性を有する補強構造物を、短期間で製造することができる。

本発明は、さらに別の側面において、補強交差部を構成し、上述のポリマーセメントモルタルを硬化させてなるモルタル硬化体を提供する。このモルタル硬化体は、上述のポリマーセメントモルタルから得られるものであることから、強度発現性に優れるとともに、高い圧縮強度を有する。このため、補強工法の工期を短縮するとともに、既存建物の耐震性を向上することができる。

上記モルタル硬化体の材齢２８日における圧縮強度は６５Ｎ／ｍｍ^２以上であることが好ましい。このようなポリマーセメントモルタルの硬化体を備えることによって、工期を一層短縮しつつ、補強構造物の耐震性を一層向上することができる。

本発明は、耐震性に優れる補強構造物を、短期間で設置することが可能なポリマーセメントモルタル及びモルタル硬化体を提供することができる。また、本発明は、そのようなポリマーセメントモルタル及びモルタル硬化体を得ることができるポリマーセメント組成物を提供することができる。

図１は、既存建物に補強構造物が施工された補強済建物の一つの例を示す概略図である。 図２は、補強構造物を示す正面図である。 図３の（ａ）は、図２のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線断面図であり、図３の（ｂ）は、図２のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線断面図である。 図４は、主として交差部を示す補強構造物の透視図である。 図５は、補強構造物の製造過程の一つの例を示す図である。 図６は、補強構造物の製造過程の一つの例を示す図である。 図７は、補強構造物の製造過程の一つの例を示す図である。 図８は、既存建物に補強構造物が施工された補強済建物の他の例を示す概略図である。 図９は、補強構造物の製造過程の一つの例を示す図である。 図１０は、補強構造物の製造過程の一つの例を示す図である。 図１１は、補強構造物の製造過程の一つの例を示す図である。 図１２は、補強構造物の製造過程の一つの例を示す図である。 図１３は、補強構造物の製造過程の一つの例を示す図である。 図１４は、補強構造物の製造過程の一つの例を示す図である。 図１５は、補強構造物の製造過程の一つの例を示す図である。 図１６は、実施例５〜１０のポリマーセメントモルタルの材齢と圧縮強度の関係を示すグラフである。

本発明の一実施形態を、場合により図面を参照して説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

＜ポリマーセメント組成物＞
本実施形態のポリマーセメント組成物は、補強工法用のポリマーセメント組成物であって、セメント、細骨材、流動化剤、再乳化形粉末樹脂、無機系膨張材、及び、合成樹脂繊維を含有する。

セメントは、水硬性材料として一般的なものであり、いずれの市販品も使用することができる。それらの中でも、ＪＩＳ Ｒ ５２１０：２００９「ポルトランドセメント」に規定されるポルトランドセメントを含むことが好ましい。流動性と速硬性の観点から、早強ポルトランドセメントを含むことがより好ましい。

強度発現性の観点からセメントのブレーン比表面積は、
好ましくは３０００〜６０００ｃｍ^２／ｇであり、
より好ましくは４０００〜５０００ｃｍ^２／ｇであり、
さらに好ましくは４２００〜４８００ｃｍ^２／ｇである。

細骨材としては、珪砂、川砂、陸砂、海砂及び砕砂等の砂類を例示することができる。細骨材は、これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。これらのうち、ポリマーセメントモルタルの型枠への充填性を一層円滑にする観点から、珪砂を含むことが好ましい。

細骨材をＪＩＳ Ａ １１０２：２０１４「骨材のふるい分け試験方法」に規定される方法でふるい分けた場合、連続する各ふるいの間にとどまる質量分率（％）が、ふるい目開き２０００μｍにおいて、０質量％であることが好ましい。ふるい目開き２０００μｍのふるいを細骨材がすべて通過する場合、上記質量分率は０質量％である。

連続する各ふるいの間にとどまる質量分率（％）が、
ふるい目開き１１８０μｍにおいて、５．０〜２５．０であり、
ふるい目開き６００μｍにおいて、２０．０〜５０．０であり、
ふるい目開き３００μｍにおいて、２０．０〜５０．０であり、
ふるい目開き１５０μｍにおいて、５．０〜２５．０であり、
ふるい目開き７５μｍにおいて、０〜１０．０であることが好ましい。

連続する各ふるいの間にとどまる質量分率（％）が、
ふるい目開き１１８０μｍにおいて、１０．０〜２０．０であり、
ふるい目開き６００μｍにおいて、２５．０〜４５．０であり、
ふるい目開き３００μｍにおいて、２５．０〜４５．０であり、
ふるい目開き１５０μｍにおいて、１０．０〜２０．０であり、
ふるい目開き７５μｍにおいて、０〜５．０であることがより好ましい。

細骨材を上記規定でふるい分けた場合、連続する各ふるいの間にとどまる質量分率（％）が上述の範囲内であることにより、より良好な材料分離抵抗性及び流動性を有するモルタルや、より高い圧縮強度を有する硬化体を得ることができる。

細骨材をＪＩＳ Ａ １１０２：２０１４「骨材のふるい分け試験方法」に規定される方法でふるい分けた場合、細骨材の粗粒率が
好ましくは、１．６０〜３．００であり、
より好ましくは、１．９０〜２．８０であり、
さらに好ましくは、２．１０〜２．７０であり、
特に好ましくは２．３０〜２．６０である。

細骨材の粗粒率が上述の範囲であることにより、より良好な材料分離抵抗性や流動性を有するポリマーセメントモルタルや、より良好な強度特性を有する硬化体を得ることができる。

上記ふるい分けは、ＪＩＳ Ｚ ８８０１−１：２００６「試験用ふるい−第１部：金属製網ふるい」に規定される目開きの異なる数個のふるいを用いて行うことができる。

細骨材の含有量は、セメント１００質量部に対して、８０〜１３０質量部であり、
好ましくは８５〜１２５質量部であり、
より好ましくは９０〜１２０質量部であり、
さらに好ましくは９５〜１１５質量部であり、
特に好ましくは１００〜１１０質量部である。

細骨材の含有量を上述の範囲とすることにより、より高い圧縮強度を有する硬化体を得ることができる。

流動化剤は、メラミンスルホン酸のホルムアルデヒド縮合物、カゼイン、カゼインカルシウム、及びポリカルボン酸系のもの等を例示することができる。流動化剤は、これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。このうち、高い減水効果を得る観点から、ポリカルボン酸系の流動化剤を含むことが好ましい。ポリカルボン酸系の流動化剤を用いることによって、水粉体比を低減して、モルタル硬化体の強度発現性を一層良好にすることができる。

流動化剤の含有量は、セメント１００質量部に対して、
好ましくは０．０４〜０．５５質量部であり、
より好ましくは０．１１〜０．３８質量部であり、
さらに好ましくは０．１３〜０．３２質量部であり、
特に好ましくは０．１５〜０．２８質量部である。

流動化剤の含有量を上述の範囲とすることにより、より良好な流動性を有するポリマーセメントモルタルを得ることができる。また、一層高い圧縮強度を有するモルタル硬化体を得ることができる。

再乳化形粉末樹脂は、特にその種類及び製造方法は限定されず、公知の製造方法で製造されたものを用いることができる。再乳化形粉末樹脂としては、例えば、ポリアクリル酸エステル樹脂系、スチレンブタジエン合成ゴム系、及び酢酸ビニルベオバアクリル共重合系のものが挙げられる。再乳化形粉末樹脂は、これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。また、再乳化形粉末樹脂は、表面にブロッキング防止剤を有していてもよい。モルタル硬化体の耐久性の観点から、再乳化形粉末樹脂は、アクリルを含有することが好ましい。さらに、接着性及び圧縮強度の観点から、再乳化形粉末樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、５〜２０℃の範囲であることが好ましい。

再乳化形粉末樹脂の含有量は、セメント１００質量部に対して、
０．２〜６．０質量部であり、
好ましくは０．５〜３．５質量部であり、
より好ましくは０．７〜２．８質量部であり、
さらに好ましくは０．９〜２．１質量部であり、
特に好ましくは１．１〜１．８質量部である。

再乳化形粉末樹脂の含有量を上述の範囲とすることにより、ポリマーセメントモルタルの接着性と、モルタル硬化体の圧縮強度を一層高水準で両立することができる。

無機系膨張材としては、生石灰−石膏系膨張材、石膏系膨張材、カルシウムサルフォアルミネート系膨張材、及び生石灰−石膏−カルシウムサルフォアルミネート系膨張材等を例示することができる。無機系膨張材は、これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。このうち、硬化体の圧縮強度をより向上する観点から、生石灰−石膏−カルシウムサルフォアルミネート系膨張材を含むことが好ましい。

無機系膨張材の含有量は、セメント１００質量部に対して、
好ましくは２．０〜１０．０質量部であり、
より好ましくは３．０〜９．０質量部であり、
さらに好ましくは４．０〜８．０質量部であり、
特に好ましくは５．０〜７．０質量部である。

無機系膨張材の含有量を上述の範囲とすることにより、一層適正な膨張性が発現され、モルタル硬化体の収縮を抑制することができる。

合成樹脂繊維としては、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ビニロン及びポリ塩化ビニル等を例示することができる。合成樹脂繊維は、これらの中から選択される一種を単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。

合成樹脂繊維の繊維長は、モルタル中での分散性、及びモルタル硬化体の耐クラック性向上の点から、
好ましくは４〜２０ｍｍであり、
より好ましくは６〜１８ｍｍであり、
さらに好ましくは８〜１６ｍｍであり、
特に好ましくは１０〜１４ｍｍである。

合成樹脂繊維の含有量は、セメント１００質量部に対して、
好ましくは０．１１〜０．６４質量部であり、
より好ましくは０．２１〜０．５３質量部であり、
さらに好ましくは０．２８〜０．４７質量部であり、
特に好ましくは０．３２〜０．４３質量部である。

合成樹脂繊維の繊維長及び含有量を上述の範囲にすることにより、モルタル中での分散性やモルタル硬化体の耐クラック性をより向上することができる。

本実施形態のポリマーセメント組成物は、用途に応じて、凝結調整剤、増粘剤、金属系膨張材、及び消泡剤等を含有してもよい。例えば、凝結促進剤を含有してもよい。この凝結促進剤を含有することによって、工期の一層の短縮を図ることができる。

凝結促進剤としては、公知の凝結を促進する成分を用いることができる。例えば、凝結促進効果を有する塩化物、亜硝酸塩、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、アルミン酸塩、及び有機酸塩等を好適に用いることができ、これらを単独又は複数組み合わせて使用することができる。

硫酸塩の一例としては、硫酸カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、及び硫酸リチウムなどが挙げられ、炭酸塩の一例としては、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、及び炭酸リチウムなどが挙げられ、アルミン酸塩の一例としては、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、及びアルミン酸リチウムなどが挙げられ、有機酸塩の一例としては、ギ酸カルシウム、酢酸カルシウム、及びアクリル酸カルシウムなどが挙げられる。これらの中でも、ギ酸カルシウムが、流動性を保持しつつ凝結促進効果（速硬性）を得られるので好ましい。また、ギ酸カルシウムとアルミン酸ナトリウムとを併用することで、流動性の低下を抑制しつつ、より優れた速硬性が得られるので好ましい。

凝結促進剤の含有量は、セメント１００質量部に対して、
好ましくは０．２０〜２．００質量部、
より好ましくは０．３０〜１．８０質量部、
さらに好ましくは０．４０〜１．６０質量部、
特に好ましくは０．５０〜１．５０質量部である。

凝結促進剤の含有量を上述の範囲とすることにより、流動性の低下を抑制しつつより優れた速硬性を有するポリマーセメント組成物を得ることができる。また、モルタル硬化体の初期硬化特性をより向上することができる。

＜ポリマーセメントモルタル＞
ポリマーセメントモルタルは、上述のポリマーセメント組成物と水とを含む。ポリマーセメントモルタルは、上述のポリマーセメント組成物と水とを配合し混練することによって調製することができる。このようにして調製されるポリマーセメントモルタルは、優れた流動性（フロー値）を有する。このため、補強構造物を形成するための型枠内への充填を円滑に行うことができる。したがって、既存建物の補強構造物用のポリマーセメントモルタルとして好適に用いることができる。ポリマーセメントモルタルを調製する際に、水粉体比（水量／ポリマーセメント組成物量）を適宜変更することによって、ポリマーセメントモルタルのフロー値を調整することができる。

水粉体比は、
好ましくは、０．１３５〜０．１８５であり、
より好ましくは、０．１４０〜０．１８０であり、
更に好ましくは、０．１４３〜０．１７７であり、
特に好ましくは、０．１４５〜０．１７５である。

本明細書におけるフロー値は、以下の手順で測定する。厚さ５ｍｍのみがき板ガラスの上に内径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの円筒形状の塩化ビニル製パイプを配置する。このとき、塩化ビニル製パイプの一端がみがき板ガラスと接触し、他端が上向きとなるように配置する。他端側の開口からポリマーセメントモルタルを注入して、塩化ビニル製パイプ内にポリマーセメントモルタルを充填した後、塩化ビニル製パイプを垂直に引き上げる。モルタルの広がりが静止した後、互いに直交する２つの方向における直径（ｍｍ）を測定する。測定値の平均値をフロー値（ｍｍ）とする。

ポリマーセメントモルタルのフロー値は、
好ましくは、１６０〜２８０ｍｍであり、
より好ましくは、１６５〜２７０ｍｍであり、
さらに好ましくは、１７０〜２６０ｍｍである。

フロー値が上述の範囲であることにより、材料分離抵抗性及び充填性に優れたポリマーセメントモルタルを得ることができる。

ポリマーセメントモルタルの凝結の始発時間は、
好ましくは、５０分から３時間の間であり、
より好ましくは、５５分から２時間３０分の間であり、
さらに好ましくは、１時間から２時間１５分の間であり、
特に好ましくは、１時間から２時間の間である。

凝結の始発時間が上述の範囲であることにより、適度な可使時間（作業時間）を有しつつ、短時間で次工程に移行できる速硬性を有するポリマーセメントモルタルを得ることができる。本明細書における始発は、ＪＩＳ Ｒ ５２０１−１９９７「セメントの物理試験方法」に規定される凝結試験の凝結の始発の計り方に準拠して測定する。

＜モルタル硬化体＞
モルタル硬化体は、ポリマーセメントモルタルを硬化して形成することができる。このようにして形成されるモルタル硬化体は、既存建物の補強構造物を構成するコンクリートの柱や梁と一体化するに際し、強度発現性に優れる。このため、補強工法の工期を短縮することができる。また、高い圧縮強度を有することから、既存建物の耐震性を向上することができる。

圧縮強度とは、内径５ｃｍ、高さ１０ｃｍの円筒型枠にモルタルを充填し、２４時間後に脱型した後、所定材齢まで水中養生した試験体をＪＩＳ Ａ １１０８：２００６「コンクリートの圧縮試験方法」に準拠して測定される値（Ｎ／ｍｍ^２）である。

上述の試験方法で測定されるモルタル硬化体の材齢７日において圧縮強度は、
好ましくは、６０Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
より好ましくは、６１Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
さらに好ましくは、６２Ｎ／ｍｍ^２以上である。
特に好ましくは、６３Ｎ／ｍｍ^２以上である。モルタル硬化体の材齢７日以降における圧縮強度も、上述の範囲であることが好ましい。

材齢７日で上述の圧縮強度に到達できるような強度発現性を有するモルタル硬化体を用いることによって、補強工法の工期を一層短縮することができる。

上述の試験方法で測定されるモルタル硬化体の材齢２８日の圧縮強度は、
好ましくは、６５Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
より好ましくは、７０Ｎ／ｍｍ^２以上であり、
さらに好ましくは、７１Ｎ／ｍｍ^２以上である。
特に好ましくは、７２Ｎ／ｍｍ^２以上である。モルタル硬化体の材齢２８日以降における圧縮強度も、上述の範囲であることが好ましい。

圧縮強度が上述の範囲であることにより、補強用のコンクリートの柱や梁と一体化した際に、一層優れた耐震性能を発揮することができる。

＜補強構造物＞
上述のポリマーセメント組成物及びポリマーセメントモルタルは、柱部、梁部、及びこれらが交差する部分である交差部を有する既存建物の補強構造物を形成するために用いられる。補強構造物は、柱部、梁部及び交差部に対応する位置にそれぞれ配置される補強柱部、補強梁部及び補強交差部を備える。上述のポリマーセメント組成物、又はこれと水とを含有するポリマーセメントモルタルを、補強構造物の補強交差部に用いることによって、耐震性に優れる補強構造物を短期間且つ低コストで設置することができる。

まず、既存建物１に補強構造物２が施工された補強済建物３の構造について、図１を参照して説明する。既存建物１は、柱部４と、梁部５と、交差部６と、スラブ部７とを備える。柱部４、梁部５、交差部６及びスラブ部７は、例えば鉄筋コンクリートによって構成される。図示はしていないが、既存建物１は外壁等も備える。

柱部４は、基礎部８上に設けられ、鉛直方向に沿って延びる。梁部５は、隣り合う柱部４の間に配設され、水平方向に沿って延びる。そのため、柱部４と梁部５とが組み立てられた組物は、格子状を呈している。柱部４及び梁部５は、例えば矩形断面を有する四角柱状を呈する。柱部４の厚み（奥行）は、４００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度であってもよい。柱部４の幅は、４００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度であってもよい。梁部５の厚み（奥行）は、例えば２００ｍｍ〜５００ｍｍ程度であってもよい。梁部５の幅は、５００ｍｍ〜１２００ｍｍ程度であってもよい。

交差部６は、柱部４と梁部５とが交差する箇所に位置する部分である。交差部６は、柱部４の一部としても機能する。スラブ部７は、柱部４及び梁部５の間において水平面に沿って延びている。スラブ部７は、床や天井として機能する。図１においては、柱部４の上端と下端との間に、４つのスラブ部７が鉛直方向に沿って並んでいる。そのため、図１に例示される既存建物１は、３階建ての建物である。

補強構造物２は、既存建物１の外壁面（補強構造物２の施工面）Ｆ（図３参照）上に設けられている。補強構造物２は、図１に示されるように、補強柱部９と、補強梁部１０と、補強交差部１１とを備える。補強柱部９、補強梁部１０及び補強交差部１１は、例えば矩形断面を有する四角柱状を呈する。

補強柱部９は、外壁面Ｆ上で且つ柱部４に対応する位置に配置されている。補強柱部９は、柱部４の延在方向と同一方向に沿って延びている。すなわち、補強柱部９は、鉛直方向に沿って延びている。図１に示される例では、既存建物１の１階部分及び２階部分に補強柱部９がそれぞれ位置している。既存建物１の中央部分においては、既存建物１の３階部分にも補強柱部９が位置している。図１に示されるように、鉛直方向において隣り合う補強柱部９は、同一の柱部４に対応している。補強柱部９の厚み（奥行）は、例えば３５０ｍｍ〜６００ｍｍ程度であってもよい。補強柱部９の幅は、５００ｍｍ〜８００ｍｍ程度であってもよい。

補強梁部１０は、外壁面Ｆ上で且つ梁部５に対応する位置に配置されている。補強梁部１０は、梁部５の延在方向と同一方向に沿って延びている。すなわち、補強梁部１０は、水平方向に沿って延びている。補強梁部１０は、水平方向において隣り合う補強柱部９の間に位置している。図１に示されるように、水平方向において隣り合う補強梁部１０は、同一の梁部５に対応している。補強梁部１０の厚み（奥行）は、例えば３５０ｍｍ〜５００ｍｍ程度であってもよい。補強梁部１０の梁成は、５００ｍｍ〜９００ｍｍ程度であってもよく、補強柱部９の幅よりも１００ｍｍ程度大きくてもよい。

補強柱部９及び補強梁部１０を上述の大きさにすることによって、補強交差部１１を構成するモルタル硬化体の圧縮強度を一層高くすることができる。ポリマーセメントモルタルは、硬化速度が速いために、硬化に伴って大きな水和熱が発生する。このとき、補強交差部１１のサイズが大きすぎると、内部と表面部との温度差が大きくなって熱応力が増大し、クラックが生じやすくなる傾向にある。ここで、補強柱部９及び補強梁部１０を上述の大きさにして、それに見合った大きさの補強交差部１１とすることによって、補強交差部１１を構成するモルタル硬化体にクラックが生じることなく、強度低下を抑制することができる。

補強交差部１１は、外壁面Ｆ上で且つ交差部６に対応する位置に配置されている。補強交差部１１は、補強柱部９及び補強梁部１０の端部同士を接続している。そのため、補強交差部１１は、補強柱部９と補強梁部１０との交点に位置している。従って、補強構造物２は、補強柱部９、補強梁部１０及び補強交差部１１によって格子状に構成されている。補強交差部１１の厚み及び幅の一方が６００ｍｍ以下であってもよい。補強交差部１１の高さは、例えば５００〜９００ｍｍ程度であってもよい。このような大きさにすることによって、補強交差部１１を構成するモルタル硬化体にクラックが生じることなく、強度低下を抑制することができる。

補強柱部９及び補強梁部１０は、例えば鉄筋がコンクリート硬化体に埋設された鉄筋コンクリートによって構成されている。コンクリート硬化体は、コンクリートが硬化されてなる。材齢２８日におけるコンクリートの圧縮強度は、例えば３０Ｎ／ｍｍ^２〜５０Ｎ／ｍｍ^２（中強度のＪＩＳコンクリート）である。補強交差部１１は、例えば内部に鉄筋が埋設されたモルタル硬化体によって構成されている。モルタル硬化体は、ポリマーセメントモルタルが硬化されてなる。モルタル硬化体の材齢２８日における圧縮強度は、例えば６５Ｎ／ｍｍ^２以上である。

続いて、図２〜図４を参照して、補強構造物２についてより詳しく説明する。補強構造物２を構成する補強柱部９、補強梁部１０及び補強交差部１１内には、鉄筋１２と、網状部材１３とが設けられている。鉄筋１２は、鉛直鉄筋１４と、水平鉄筋１５とを有する。

鉛直鉄筋１４は、柱部４に対応する位置に配置されると共に、柱部４の延在方向と同一方向に沿って延びる。鉛直鉄筋１４は、鉛直方向に沿うように補強柱部９及び補強交差部１１内を縦断している。鉛直鉄筋１４は、主筋１６と、剪断補強筋１７とを含む。

主筋１６は、鉛直鉄筋１４の延在方向に延びる。複数の主筋１６は、鉛直方向から見て矩形状を呈するように並んでいる。主筋１６の外周面には、雄ねじが形成されている。図４に示されるように、主筋１６のうち補強柱部９の下端部近傍には、ナット１８が螺合されている。ナット１８のうち既存建物１（外壁面Ｆ）から離れる側の主筋１６と螺合しているナット１８Ａの高さ位置は、ナット１８のうち既存建物１（外壁面Ｆ）に近い側の主筋１６と螺合しているナット１８Ｂの高さ位置よりも高い。

剪断補強筋１７は、複数の主筋１６を取り囲むように主筋１６と接続されている。剪断補強筋１７と主筋１６との接続は、例えば、溶接や、フック等の係合部材を用いた係合により行われてもよい。以下では、補強柱部９の下端部近傍に位置する剪断補強筋１７を「剪断補強筋１７Ａ」と称することがある（図２、図４及び図５参照）。

水平鉄筋１５は、梁部５に対応する位置に配置されると共に、梁部５の延在方向と同一方向に沿って延びる。水平鉄筋１５は、水平方向に沿うように補強梁部１０及び補強交差部１１内を横断している。水平鉄筋１５は、主筋１９と、剪断補強筋２０とを含む。

主筋１９は、水平鉄筋１５の延在方向に延びる。複数の主筋１９は、水平方向から見て矩形状を呈するように並んでいる。

剪断補強筋２０は、複数の主筋１９を取り囲むように主筋１９と接続されている。剪断補強筋２０と主筋１９との接続は、例えば、溶接や、フック等の係合部材を用いた係合により行われてもよい。以下では、補強梁部１０の両端部近傍にそれぞれ配置される剪断補強筋２０を「剪断補強筋２０Ａ」と称することがある（図２、図４及び図５参照）。

鉄筋１２に使用する鋼材の降伏点は、３９０Ｎ／ｍｍ^２以上でもよく、４９０〜１２７５Ｎ／ｍｍ^２でもよく、６８５〜１２７５Ｎ／ｍｍ^２でもよい。当該鋼材の引張り強さは、５６０Ｎ／ｍｍ^２以上でもよく、６２０〜１５００Ｎ／ｍｍ^２でもよく、８００〜１５００Ｎ／ｍｍ^２でもよい。本明細書でいう「降伏点」及び「引張り強さ」は、ＪＩＳ Ｚ２２４１−２０１１に記載の方法に準拠して測定された値を意味する。

網状部材１３は、例えばメタルラス（ＪＩＳ Ａ５５０５参照）である。網状部材１３としては、例えば、平ラス、こぶラス、波形ラス、リブラスを用いてもよい。網状部材１３の網目の大きさは、例えば、５〜２０ｍｍである。網状部材１３は、補強柱部９の下端部近傍と、補強梁部１０の両端部近傍とにそれぞれ配置されている。以下では、補強柱部９の下端部近傍に位置する網状部材１３を「網状部材１３Ａ」と称し、補強梁部１０の両端部近傍にそれぞれ配置される網状部材１３を「網状部材１３Ｂ」と称することがある（図４及び図５参照）。

図４に示されるように、網状部材１３Ａと、剪断補強筋１７のうち補強柱部９の下端部近傍に位置する剪断補強筋１７Ａとは、鉛直方向に対して斜めの姿勢となっている。具体的には、網状部材１３Ａ及び剪断補強筋１７Ａは、既存建物１（外壁面Ｆ）から離れるにつれて上に向かうように傾いている。水平面に対する網状部材１３Ａ及び剪断補強筋１７Ａの傾斜角は、例えば１．５°〜３．５°程度であってもよい。

補強構造物２と既存建物１とは、アンカー２１によって接続されている。アンカー２１の一端側は、補強構造物２（補強柱部９、補強梁部１０及び補強交差部１１）に埋設されている。アンカー２１の他端側は、既存建物１（柱部４、梁部５及び基礎部８）に埋設されている。アンカー２１は、既存建物１に加わる振動エネルギー（例えば、地震エネルギー）を補強構造物２に伝える役割を果たす。アンカー２１としては、例えば種々の公知のアンカーボルトを使用してもよい。

＜補強構造物の製造方法１＞
次に、本実施形態のポリマーセメント組成物及びポリマーセメントモルタルを用いて、既存建物を補強する補強構造物２の製造方法の一例を以下に説明する。まず、柱部４、梁部５及び基礎部８の所定箇所をドリル等により穿孔し、複数の孔を形成する。次に、これらの孔内にアンカー２１を挿入し柱部４、梁部５及び基礎部８とアンカー２１とを接合する。柱部４、梁部５及び基礎部８とアンカー２１との接合には、例えばエポキシ系の接着剤を用いてもよい。

次に、既存建物１の外壁面Ｆ上で且つ柱部４、梁部５及び交差部６に対応する位置に、鉄筋１２を配置する。このとき、補強交差部１１の直上（補強柱部９の下端部近傍）においてナット１８Ａの高さ位置がナット１８Ｂの高さ位置よりも高くなるように、主筋１６にナット１８を螺合する（図４及び図５参照）。その後、これらのナット１８上に剪断補強筋１７Ａを載置し、ナット１８と剪断補強筋１７Ａとを接合する。ナット１８と剪断補強筋１７Ａとの接合は、例えば溶接によって行われてもよい。

その後、主筋１６に対応する位置に貫通孔が設けられた板状部材２２を用意する。そして、主筋１６の上端側から当該貫通孔に主筋１６を挿通して、図５に示されるように、板状部材２２を剪断補強筋１７Ａ上に載置する。板状部材２２としては、例えば、石膏板材（石膏ボードなど）や、スチレン板材（スチレンボード、スチレンペーパーなど）を用いてもよい。

その後、板状部材２２上に網状部材１３Ａを載置する。すなわち、補強柱部９の下端部となる箇所の近傍に網状部材１３Ａを配置する。補強交差部１１となる箇所の側方（補強梁部１０の端部となる箇所の近傍）に網状部材１３Ｂを配置する。網状部材１３Ｂは、剪断補強筋２０Ａよりも補強梁部１０の中央部寄りに位置していてもよい。網状部材１３Ｂは、例えば取り付け金具により剪断補強筋２０Ａに固定されていてもよい。

上記のようにナット１８Ａ，１８Ｂの高さ位置が異なっているので、ナット１８Ａ，１８Ｂ上に配置される剪断補強筋１７Ａ、板状部材２２及び網状部材１３Ａは、鉛直方向に対して斜めの姿勢となる。具体的には、剪断補強筋１７Ａ、板状部材２２及び網状部材１３Ａは、既存建物１（外壁面Ｆ）から離れるにつれて上に向かうように傾く。

次に、図６に示されるように、鉄筋１２のうち柱部４に対応する部分に、型枠（第１の型枠）２３を構成する。これにより、鉄筋１２のうち柱部４に対応する部分は、型枠２３と外壁面Ｆとで囲まれる。型枠２３と外壁面Ｆとで囲まれる空間の下端部には、網状部材１３Ａ及び板状部材２２が位置する。当該空間の下端部は、板状部材２２によって閉塞される。

図６に示されるように、鉄筋１２のうち梁部５に対応する部分に、型枠（第２の型枠）２４を構成する。これにより、鉄筋１２のうち梁部５に対応する部分は、型枠２４と外壁面Ｆとで囲まれる。型枠２４と外壁面Ｆとで囲まれる空間の両端部にはそれぞれ、網状部材１３Ｂが位置する。

次に、型枠２３，２４の上方からそれぞれ型枠２３，２４内にコンクリートを打設する。コンクリートが硬化してコンクリート硬化体となった後に型枠２３，２４を取り外すことで、補強柱部９及び補強梁部１０が得られる。このとき、補強柱部９の下端には板状部材２２が付着している。そのため、板状部材２２を破壊して取り除く。

次に、図７に示されるように、鉄筋１２のうち交差部６に対応する部分に、型枠（第３の型枠）２５を構成する。これにより、鉄筋１２のうち交差部６に対応する部分は、型枠２５と、外壁面Ｆと、補強柱部９の端面と、補強梁部１０の端面とで囲まれる。

次に、型枠２５の下方に取り付けられた供給管２６を介して、型枠２５と、外壁面Ｆと、補強柱部９の端面と、補強梁部１０の端面とで囲まれる空間内に本実施形態のポリマーセメントモルタルを圧入し、当該空間内をポリマーセメントモルタルで充填する。このとき、型枠２５の上方に取り付けられた空気抜き管２７から、空気が混入していないポリマーセメントモルタルが排出されるまで、当該空間内へのポリマーセメントモルタルの供給を続ける。これにより、当該空間内における空気が、ポリマーセメントモルタルによって置換される。ポリマーセメントモルタルが硬化してモルタル硬化体となった後に型枠２５を取り外すことで、モルタル硬化体で構成される補強交差部１１が得られる。

以上により、既存建物１に補強構造物２が設けられ、補強済建物３が完成する。

以上のような補強工法では、型枠２３，２４内にコンクリートを打設して、既存建物１の外壁面Ｆ側で且つ既存建物１の柱部４及び梁部５に対応する箇所にコンクリート硬化体を設けている。その後、型枠２５内に本実施形態のポリマーセメントモルタルを充填して、既存建物１の外壁面Ｆ側で且つ既存建物１の交差部６に対応する箇所にモルタル硬化体を設けている。そのため、型枠２３を取り除くことで、補強柱部９がコンクリート硬化体によって構成される。型枠２４を取り除くことで、補強梁部１０がモルタル硬化体とは異なるコンクリート硬化体によって構成される。型枠２５を取り除くことで、補強交差部１１が本実施形態のモルタル硬化体によって構成される。

ところで、補強柱部９、補強梁部１０及び補強交差部１１の全てをモルタル硬化体によって構成する場合、極めて強度の大きな補強構造物２を得ることができる一方で、コストが大幅に嵩んでしまう。しかしながら、補強構造物２の製造方法では、より大きな強度が求められる補強交差部１１を、コンクリート硬化体よりも圧縮強度が大きい本実施形態のモルタル硬化体によって構成し、補強交差部１１ほどの強度を要しない補強柱部９及び補強梁部１０をコンクリート硬化体によって構成している。そのため、補強構造物２によって既存建物１を十分に補強しつつ、補強構造物２を低コストで製造することが可能となる。

上述の補強構造物の製造方法では、より大きな強度が求められる補強交差部１１を、コンクリート硬化体よりも高い圧縮強度を有するモルタル硬化体によって構成している。そのため、補強構造物２の全体をコンクリート硬化体によって構成した場合と比較して、補強柱部９の幅及び補強梁部１０の梁成を小さくしても補強構造物２としての強度が確保される。従って、補強構造物２が設けられた既存建物１の外観が補強柱部９及び補強梁部１０によって損なわれ難くなるのみならず、設計の自由度が高まり意匠性に富んだ補強構造物２を提供することが可能となる。

モルタル硬化体は、ポリマーセメントモルタルを用いて形成される。ポリマーセメントモルタルは流動性に優れるため、型枠２５内に円滑に充填することができる。また、モルタル硬化体は強度発現性にも優れる。これらの要因によって、補強工法の工期を短縮することができる。

上記製造方法では、補強柱部９及び補強梁部１０を構成した後に補強交差部１１を強度発現性に優れるモルタル硬化体で構成することによって、補強構造物２が得られる。そのため、補強構造物２の工期を極めて短くすることができる。具体的には、最短で２日間で補強構造物２が構成され、その後、３日間程度の養生期間により補強構造物２を完成させることができる。従って、既存建物１の補強工法の工期を短縮することができる。特に、既存建物１が高層建築物の場合には、地面に近い側から高層側へと順次補強構造物２を施工すると工期が長期にわたってしまうが、本製造方法によれば、既存建物１の高さによる影響をほとんど受けずに、極めて短い工期で補強構造物２を得ることができる。

上記製造方法では、型枠２３と外壁面Ｆとで囲まれる空間の下端部を、板状部材２２によって閉塞している。そのため、型枠２３内にコンクリートを打設する際、コンクリートに含まれる水分やセメント粒子等（いわゆる「ノロ」）が型枠２３の下端部を閉塞する板状部材によって留められ、型枠２３の下方に流出し難い。そのため、下方に流出した当該水分等が他の型枠２３内に浸入して、他の型枠２３内のコンクリートの性質に影響を及ぼすといった事態を抑制することが可能となる。

上記製造方法では、コンクリート硬化体を得た後、型枠２５を構成する前に、板状部材２２を取り除いている。そのため、その後に補強交差部１１が形成された場合に、補強柱部９の下端と補強交差部１１とが直接接合される。従って、補強構造物２の強度をより向上させることが可能となる。

上記製造方法では、型枠２３と外壁面Ｆとで囲まれる空間の下端部に配置される板状部材２２が、鉛直方向に対して斜めの姿勢とされている。そのため、型枠２５内にポリマーセメントモルタルを充填する際、空気が型枠２５外に排出されやすくなる。

上記製造方法では、型枠２３と外壁面Ｆとで囲まれる空間の下端部に、網状部材１３Ａを配置している。そのため、型枠２３の下端部からの未固化コンクリートの流出を、網状部材１３Ａによって抑制することが可能となる。

上記製造方法では、型枠２４と外壁面Ｆとで囲まれる空間の両端部にそれぞれ、網状部材１３Ｂを配置している。そのため、型枠２４の各端部からの未固化コンクリートの流出を、網状部材１３Ｂによって抑制することが可能となる。

これらの網状部材１３（１３Ａ，１３Ｂ）として、網部分が非平面状に形成された部材（例えば、こぶラス、波形ラス、リブラスなど）を採用すると、補強柱部９及び補強梁部１０の端面が網状部材１３の形状に応じて非平面状となる。この場合、補強交差部１１との接触面積が増加する。従って、補強柱部９及び補強梁部１０と補強交差部１１とをより強固に接続することが可能となる。

以上、製造方法について詳細に説明したが、本発明の要旨の範囲内で種々の変形を上記の製造方法に加えてもよい。例えば、上記の製造方法のように補強構造物２が既存建物１の外壁面Ｆに接していなくてもよい。具体的には、図８に示されるように、補強構造物２が外壁面Ｆと離間しており、補強構造物２と外壁面Ｆとの間を補強梁部２８及び補強スラブ２９で接続していてもよい。補強梁部２８は、既存建物１の交差部６と補強構造物２の補強交差部１１との間で延びている。補強スラブ２９は、既存建物１の梁部５と、補強構造物２の補強梁部１０と、補強構造物２とで囲まれる領域において、水平方向に拡がるように配置されている。補強梁部２８及び補強スラブ２９は、鉄筋コンクリートで構成されていてもよいし、プレキャストコンクリートで構成されていてもよい。

未硬化コンクリートの型枠２３，２４からの流出を抑制できる機能を有していれば、網状部材１３に代えて、網状以外の形状を呈する他の部材を採用してもよい。

コンクリートに含まれる水分等の下方への流出を抑制でき、且つ、コンクリートが硬化した後に除去可能な機能を有していれば、板状部材２２として種々の部材又は材料を採用してもよい。板状部材２２の表面形状は、平面状のみならず、非平面状（例えば、凹凸形状、波形状、鋸刃状など）であってもよい。この場合、補強柱部９の下端面が非平面状になりやすい。そのため、補強柱部９と補強交差部１１との接触面積が増加する。従って、補強柱部９と補強交差部１１とをさらに強固に接続することが可能となる。

型枠２３〜２５を取り外す順番は、上記の製造方法に限定されない。例えば、型枠２５に充填されたポリマーセメントモルタルがモルタル硬化体となった後に、型枠２３〜２５を取り外すようにしてもよい。

水平鉄筋１５のうち梁部５に対応する部分に構成される型枠２４は、底板と、外壁面Ｆと対向する側板とからなり、天板を有していなくてもよい。この場合、上方から容易に型枠内にコンクリートを打設することができる。一方、水平鉄筋１５のうち梁部５に対応する部分に構成される型枠２４は、底板と、外壁面Ｆと対向する側板と、天板とからなっていてもよい。この場合、例えば天板に形成された開口部からコンクリートを型枠内に打設することができる。

＜補強構造物の製造方法２＞
次に、本実施形態のポリマーセメント組成物及びポリマーセメントモルタルを用いて、既存建物を補強する補強構造物の製造方法の別の一例を以下に説明する。

本例は、２階建ての既存建物１に補強構造物２を施工する方法（補強構造物２の製造方法）である。この方法を、図９〜図１５を参照して説明する。以下では、最下方に位置し、既存建物１の１階床部分に対応する梁部５を「梁部５Ａ」（第１の梁部）と称する。鉛直方向において梁部５Ａと隣り合うと共に梁部５Ａの上方に位置し、既存建物１の１階天井部分（２階床部分）に対応する梁部５を「梁部５Ｂ」（第２の梁部）と称する。鉛直方向において梁部５Ｂと隣り合うと共に梁部５Ｂの上方に位置し、既存建物１の２階天井部分に対応する梁部５を「梁部５Ｃ」と称する。梁部５Ａの端部に位置する交差部６を「交差部６Ａ」（第１及び第２の交差部）と称する。梁部５Ｂの端部に位置する交差部６を「交差部６Ｂ」（第３及び第４の交差部）と称する。梁部５Ｃの端部に位置する交差部６を「交差部６Ｃ」と称する。梁部５Ａと梁部５Ｂとの間において水平方向に並ぶ柱部４を「柱部４Ａ」（第１及び第２の柱部）と称する。梁部５Ｂと梁部５Ｃとの間において水平方向に並ぶ柱部４を「柱部４Ｂ」と称する。

まず、柱部４、梁部５及び基礎部８の所定箇所をドリル等により穿孔し、複数の孔を形成する。次に、これらの孔内にアンカー２１を挿入し柱部４、梁部５及び基礎部８とアンカー２１とを接合する。柱部４、梁部５及び基礎部８とアンカー２１との接合には、例えばエポキシ系の接着剤を用いてもよい。

次に、既存建物１の外壁面Ｆ上で且つ柱部４、梁部５及び交差部６に対応する位置に、鉛直鉄筋１４及び水平鉄筋１５を配置する（図９参照）。また、補強梁部１０の両端部近傍に対応する位置に、それぞれ網状部材Ｍを配置する（同図参照）。

次に、図１０に示されるように、水平鉄筋１５のうち梁部５Ａに対応する部分に、型枠（第１の型枠）ＦＷ１を構成する。これにより、水平鉄筋１５のうち当該部分は、型枠ＦＷ１と外壁面Ｆとで囲まれる。型枠ＦＷ１と外壁面Ｆとで囲まれる空間の両端部には、網状部材Ｍが位置する。

次に、型枠ＦＷ１内にコンクリートを打設する。このとき、型枠ＦＷ１の両端部に位置する網状部材Ｍによって、未硬化のコンクリートが型枠ＦＷ１の外へと流出することが阻止される。コンクリートが硬化してコンクリート硬化体となった後に型枠ＦＷ１を取り外すことで、梁部５Ａに対応する位置に補強梁部１０（第１の補強梁部）が形成される。以下では、梁部５Ａに対応する位置における補強梁部１０を「補強梁部１０Ａ」と称する。

次に、図１１に示されるように、鉛直鉄筋１４及び水平鉄筋１５のうち交差部６Ａに対応する部分に、型枠（第２及び第３の型枠）ＦＷ２を構成する。これにより、鉛直鉄筋１４及び水平鉄筋１５のうち当該部分は、型枠ＦＷ２と外壁面Ｆとで囲まれる。

次に、型枠ＦＷ２内に本実施形態のポリマーセメントモルタルを充填する。型枠ＦＷ２内へのポリマーセメントモルタルの充填は、型枠ＦＷ１内に打設されたコンクリートの貫入抵抗値が０．１Ｎ／ｍｍ^２以上になった後（例えば２時間程度経過した後）であれば、行うことができる。ポリマーセメントモルタルが硬化してモルタル硬化体となった後に型枠ＦＷ２を取り外すことで、交差部６Ａに対応する位置で且つ補強梁部１０Ａの端部に、補強交差部１１（第１及び第２の補強交差部）が形成される。以下では、交差部６Ａに対応する位置における補強交差部１１を「補強交差部１１Ａ」と称する。ここで、貫入抵抗値とは、ＪＩＳ Ａ １１４７−２００７「コンクリートの凝結時間試験方法」に記載の試験方法により得られる値である。

次に、図１２に示されるように、鉛直鉄筋１４のうち柱部４Ａに対応する部分に、型枠（第４及び第５の型枠）ＦＷ３を構成する。これにより、鉛直鉄筋１４のうち当該部分は、型枠ＦＷ３と外壁面Ｆとで囲まれる。

同様に、図１２に示されるように、水平鉄筋１５のうち梁部５Ｂに対応する部分に、型枠（第６の型枠）ＦＷ４を構成する。これにより、水平鉄筋１５のうち当該部分は、型枠ＦＷ４と外壁面Ｆとで囲まれる。型枠ＦＷ４と外壁面Ｆとで囲まれる空間の両端部には、網状部材Ｍが位置する。

次に、型枠ＦＷ３，ＦＷ４内にコンクリートを打設する。型枠ＦＷ３内へのコンクリートの充填は、型枠ＦＷ２内に充填されたポリマーセメントモルタルの始発時間（例えば５０分〜３時間程度）が経過した後であれば、行うことができる。型枠ＦＷ４の両端部に位置する網状部材Ｍによって、未硬化のコンクリートが型枠ＦＷ４の外へと流出することが阻止される。コンクリートが硬化してコンクリート硬化体となった後に型枠ＦＷ３を取り外すことで、柱部４Ａに対応する位置で且つ補強交差部１１Ａ上に補強柱部９（第１及び第２の補強柱部）が形成される。以下では、柱部４Ａに対応する位置における補強柱部９を「補強柱部９Ａ」と称する。コンクリートが硬化してコンクリート硬化体となった後に型枠ＦＷ４を取り外すことで、梁部５Ｂに対応する位置で且つ補強梁部１０Ａの上方に補強梁部１０（第２の補強梁部）が形成される。以下では、梁部５Ｂに対応する位置における補強梁部１０を「補強梁部１０Ｂ」と称する。

次に、図１３に示されるように、鉛直鉄筋１４及び水平鉄筋１５のうち交差部６Ｂに対応する部分に、型枠（第７及び第８の型枠）ＦＷ５を構成する。これにより、鉛直鉄筋１４及び水平鉄筋１５のうち当該部分は、型枠ＦＷ５と外壁面Ｆとで囲まれる。

次に、型枠ＦＷ５内に本実施形態のポリマーセメントモルタルを充填する。型枠ＦＷ５内へのポリマーセメントモルタルの充填は、型枠ＦＷ３，ＦＷ４内に打設されたコンクリートの貫入抵抗値が０．１Ｎ／ｍｍ^２以上になった後（例えば２時間程度経過した後）であれば、行うことができる。ポリマーセメントモルタルが硬化してモルタル硬化体となった後に型枠ＦＷ５を取り外すことで、交差部６Ｂに対応する位置で且つ補強梁部１０Ｂの端部に、補強交差部１１（第１及び第２の補強交差部）が形成される。モルタル硬化体は、補強交差部１１を構成する。以下では、交差部６Ｂに対応する位置における補強交差部１１を「補強交差部１１Ｂ」と称する。

次に、図１４に示されるように、鉛直鉄筋１４のうち柱部４Ｂに対応する部分に、型枠ＦＷ６を構成する。これにより、鉛直鉄筋１４のうち当該部分は、型枠ＦＷ６と外壁面Ｆとで囲まれる。

同様に、図１４に示されるように、水平鉄筋１５のうち梁部５Ｃに対応する部分に、型枠ＦＷ７を構成する。これにより、水平鉄筋１５のうち当該部分は、型枠ＦＷ７と外壁面Ｆとで囲まれる。型枠ＦＷ７と外壁面Ｆとで囲まれる空間の両端部には、網状部材Ｍが位置する。

次に、型枠ＦＷ６，ＦＷ７内にコンクリートを打設する。型枠ＦＷ６内へのコンクリートの充填は、型枠ＦＷ５内に充填されたポリマーセメントモルタルの始発時間（例えば５０分〜３時間程度）が経過した後であれば、行うことができる。型枠ＦＷ７の両端部に位置する網状部材Ｍによって、未硬化のコンクリートが型枠ＦＷ７の外へと流出することが阻止される。コンクリートが硬化してコンクリート硬化体となった後に型枠ＦＷ６を取り外すことで、柱部４Ｂに対応する位置で且つ補強交差部１１Ｂ上に補強柱部９（第１及び第２の補強柱部）が形成される。以下では、柱部４Ｂに対応する位置における補強柱部９を「補強柱部９Ｂ」と称する。コンクリートが硬化してコンクリート硬化体となった後に型枠ＦＷ７を取り外すことで、梁部５Ｃに対応する位置で且つ補強梁部１０Ｂの上方に補強梁部１０（第２の補強梁部）が形成される。以下では、梁部５Ｃに対応する位置における補強梁部１０を「補強梁部１０Ｃ」と称する。

次に、図１５に示されるように、鉛直鉄筋１４及び水平鉄筋１５のうち交差部６Ｃに対応する部分に、型枠ＦＷ８を構成する。これにより、鉛直鉄筋１４及び水平鉄筋１５のうち当該部分は、型枠ＦＷ８と外壁面Ｆとで囲まれる。

次に、型枠ＦＷ８内に本実施形態のポリマーセメントモルタルを充填する。型枠ＦＷ８内へのポリマーセメントモルタルの充填は、型枠ＦＷ６，ＦＷ７内に打設されたコンクリートの貫入抵抗値が０．１Ｎ／ｍｍ^２以上になった後（例えば２時間程度経過した後）であれば、行うことができる。ポリマーセメントモルタルが硬化してモルタル硬化体となった後に型枠ＦＷ８を取り外すことで、交差部６Ｃに対応する位置で且つ補強梁部１０Ｃの端部に、補強交差部１１が形成される。

以上により、既存建物１に補強構造物２が設けられ、補強済建物３が完成する。

この例では、始発時間が５０分〜３時間であるポリマーセメントモルタルを用いることが好ましい。これによって、型枠ＦＷ２（図１１参照）内にポリマーセメントモルタルを充填してから５０分〜３時間後に、型枠ＦＷ３（図１２参照）内へのコンクリートの打設を行うことができる。したがって、ポリマーセメントモルタルが硬化するまで待たずに、続くコンクリートの打設を迅速に行える。例えば１日に２階層分の補強構造物２を施工することができる。その結果、補強構造物２の工期を極めて短くすることができる。加えて、下方から上方にかけて順次コンクリートの打設及びポリマーセメントモルタルの充填が行われる。そのため、既存建物１の柱部４及び梁部５に対応する箇所にコンクリートを打設し、その後に既存建物１の交差部６に対応する箇所にポリマーセメントモルタルを充填するような場合に必要となる、コンクリートの漏れ止めなどの作業を要しない。従って、既存建物１の補強を極めて簡易に行うことが可能となる。

補強構造物、及びその製造方法は、上述の例示に限定されるものではない。例えば、補強構造物２は既存建物１の外壁面Ｆに接していなくてもよい。具体的には、図８に示されるように、補強構造物２が外壁面Ｆと離間しており、補強構造物２と外壁面Ｆとの間を補強梁部２８及び補強スラブ２９で接続していてもよい。補強梁部２８は、既存建物１の交差部６と補強構造物２の補強交差部１１との間で延びている。補強スラブ２９は、既存建物１の梁部５と、補強構造物２の補強梁部１０と、補強構造物２とで囲まれる領域において、水平方向に拡がるように配置されている。補強梁部２８及び補強スラブ２９は、鉄筋コンクリートで構成されていてもよいし、プレキャストコンクリートで構成されていてもよい。

未硬化コンクリートの流出を抑制できる機能を有していれば、網状部材Ｍに代えて、網状以外の形状を呈する他の部材を採用してもよい。

上述の例では、補強構造物２の全部に対応する鉛直鉄筋１４及び水平鉄筋１５を構成した後に、コンクリートの型枠内への打設及びモルタルの型枠内への充填を行ったが、例えば既存建物１が高層建物のような場合には、まず、補強構造物２のうち低階層側に対応する鉛直鉄筋１４及び水平鉄筋１５を部分的に構成し、コンクリートの型枠内への打設及びモルタルの型枠内への充填を行った後に、補強構造物２のうち高階層側に対応する鉛直鉄筋１４及び水平鉄筋１５を部分的に構成し、コンクリートの型枠内への打設及びモルタルの型枠内への充填を行ってもよい。

上述の例では、コンクリート硬化体又はモルタル硬化体を構成する箇所について順次型枠を構成していたが、鉛直鉄筋１４及び水平鉄筋１５の一部又は全部に予め型枠を構成し、まず補強梁部１０Ａを構成し、次に補強交差部１１Ａを構成し、次に補強柱部９Ａ及び補強梁部１０Ｂを構成し、次に補強交差部１１Ｂを構成するといった順に補強構造物２を施工してもよい。

型枠ＦＷ１〜ＦＷ８を取り外す順番は、上述の例に限定されない。例えば、型枠ＦＷ８に充填されたポリマーセメントモルタルがモルタル硬化体となった後に、型枠ＦＷ１〜ＦＷ８を取り外すようにしてもよい。

水平鉄筋１５のうち梁部５に対応する部分に構成される型枠ＦＷ１，ＦＷ４、ＦＷ７は、底板と、外壁面Ｆと対向する側板とからなり、天板を有していなくてもよい。この場合、上方から容易に型枠内にコンクリートを打設することができる。一方、水平鉄筋１５のうち梁部５に対応する部分に構成される型枠ＦＷ１，ＦＷ４、ＦＷ７は、底板と、外壁面Ｆと対向する側板と、天板とからなっていてもよい。この場合、例えば天板に形成された開口部からコンクリートを型枠内に打設することができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１〜４、比較例１〜４）
［ポリマーセメント組成物の調製］
以下の（１）〜（６）に示す原材料を準備した。

（１）セメント
・早強ポルトランドセメント（ＪＩＳ Ｒ ５２１０：２００９、ブレーン比表面積：４６００ｃｍ^２／ｇ）
（２）細骨材
・珪砂（ＪＩＳ Ａ １１０２：２０１４の試験結果を表１に示す。）

（３）無機系膨張材
・生石灰−石膏−カルシウムサルフォアルミネート系膨張材
（４）流動化剤
・ポリカルボン酸系流動化剤
（５）合成樹脂繊維
・ビニロン繊維（繊維長：１２ｍｍ）
（６）再乳化形粉末樹脂
・アクリル／酢酸ビニル／ベオバ共重合樹脂を主成分とする粉末樹脂（ガラス転移温度（Ｔｇ）：１４℃）

上述のセメント、細骨材、無機系膨張材、流動化剤、合成樹脂繊維、及び再乳化形粉末樹脂を表２に示す質量割合で配合し、各実施例及び各比較例のポリマーセメント組成物を調製した。

［ポリマーセメントモルタルの調製］
表２に示す質量割合で配合したポリマーセメント組成物１５００ｇに対し、水を表３に示す水粉体比で配合して混練し、ポリマーセメントモルタルを調製した。混練は、温度２０℃、相対湿度６５％の条件下で、ホバートミキサーを用いて低速で３分間混練した。このようにして得られたポリマーセメントモルタルの物性を以下の方法で評価した。

［物性の評価方法］
（１）フロー値の測定方法
温度２０℃、相対湿度６５％の条件下で、厚さ５ｍｍのみがき板ガラスの上に内径５０ｍｍ、高さ１００ｍｍの円筒形状の塩化ビニル製パイプを配置した。このとき、塩化ビニル製パイプの一端がみがき板ガラスと接触し、他端が上向きとなるように配置した。他端側の開口からポリマーセメントモルタルを注入して、塩化ビニル製パイプ内にモルタルを充填した後、パイプを垂直に引き上げた。モルタルの広がりが静止した後、互いに直交する２つの方向における直径（ｍｍ）を、ノギスを用いて測定した。測定値の平均値をフロー値（ｍｍ）とした。求めたフロー値を表３に示す。

（２）圧縮強度及び曲げ強度の測定方法
温度２０℃、相対湿度６５％の条件下で、内径５ｃｍ、高さ１０ｃｍの円筒型枠に上記モルタルを充填し、温度２０℃、相対湿度９５％以上の条件下で２４時間養生した。養生後、脱型し、表３に示す所定材齢（７日又は２８日）まで水中養生して試験体を作製した。所定材齢に達した各試験体の圧縮強度（Ｎ／ｍｍ^２）を、ＪＩＳ Ａ １１０８：２００６「コンクリートの圧縮試験方法」に準拠して測定した。材齢７日及び２８日の圧縮強度を表３に示す。

表３に示すとおり、各実施例のポリマーセメントモルタルは、優れた流動性を有するとともに、高い圧縮強度を有するモルタル硬化体を形成できることが確認された。これらのポリマーセメントモルタルは、流動性が良好であることから、型枠等への充填性に優れる。また、モルタル硬化体は、短い材齢で十分に高い圧縮強度を有する。したがって、短納期が要請される既存建物の補強工法に好適に用いることができる。

（実施例５〜１０）
合成樹脂繊維として、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ、繊維長：１２ｍｍ）を準備した。ビニロン繊維に代えてこのポリビニルアルコールを用いたこと、セメント１００質量部に対して再乳化形粉末及び合成樹脂繊維を、それぞれ０．７質量部及び０．２質量部配合したこと以外は、実施例１〜４と同様にしてポリマーセメント組成物を調製した。

ポリマーセメント組成物１５００ｇに対し、水を表４に示す水粉体比で配合して混練し、ポリマーセメントモルタルを調製した。混練は、表４に示す外気温、及び、相対湿度の条件下で、ホバートミキサーを用いて低速で３分間混練した。このようにして得られたポリマーセメントモルタル及びモルタル硬化体の物性を実施例１と同様にして評価した。フロー値の結果を表４に、圧縮強度の結果を図１６にそれぞれ示す。

表４及び図１６に示すとおり、各実施例のポリマーセメント組成物は、季節を問わず、優れた流動性と高い圧縮強度を有することが確認された。図１６に示すように、モルタル硬化体は、材齢７日において圧縮強度が６０Ｎ／ｍｍ^２以上、材齢２８日において圧縮強度が７０Ｎ／ｍｍ^２以上になることが確認された。

本発明は、耐震性に優れる補強構造物を、短期間で設置することが可能なポリマーセメントモルタル及びモルタル硬化体を提供することができる。また、本発明は、そのようなポリマーセメントモルタル及びモルタル硬化体を得ることができるポリマーセメント組成物を提供することができる。

１…既存建物、２…補強構造物、３…補強済建物、４…柱部、５…梁部、６…交差部、９…補強柱部、１０…補強梁部、１１…補強交差部、１２…鉄筋、１３，１３Ａ，１３Ｂ…網状部材、１７，１７Ａ…剪断補強筋、２０，２０Ａ…剪断補強筋、２３…型枠（第１の型枠）、２４…型枠（第２の型枠）、２５…型枠（第３の型枠）、Ｆ…外壁面。

Claims (7)

1. 柱部、梁部、及びこれらが交差する部分である交差部を有する既存建物の、前記柱部、前記梁部及び前記交差部に対応する位置にそれぞれ配置される補強柱部、補強梁部及び補強交差部を備える補強構造物用のポリマーセメント組成物であって、
   前記補強柱部及び前記補強梁部は鉄筋コンクリート又はプレキャストコンクリートで構成され、
   セメント、細骨材、流動化剤、再乳化形粉末樹脂、無機系膨張材、及び合成樹脂繊維を含有し、
   前記セメント１００質量部に対して、前記細骨材を８０〜１３０質量部、及び、前記再乳化形粉末樹脂を０．２〜６．０質量部含有し、
   前記補強交差部に用いられる、ポリマーセメント組成物。
2. 前記セメント１００質量部に対して、前記流動化剤を０．０４〜０．５５質量部含有する、請求項１に記載のポリマーセメント組成物。
3. 前記セメント１００質量部に対して、前記無機系膨張材を２．０〜１０．０質量部含有する、請求項１又は２に記載のポリマーセメント組成物。
4. 前記セメント１００質量部に対して、前記合成樹脂繊維を０．１１〜０．６４質量部含有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリマーセメント組成物。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリマーセメント組成物と水とを含有する、補強構造物用のポリマーセメントモルタル。
6. 前記補強交差部を構成し、請求項５に記載のポリマーセメントモルタルを硬化させてなるモルタル硬化体。
7. 材齢２８日における圧縮強度が６５Ｎ／ｍｍ^２以上である、請求項６に記載のモルタル硬化体。

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