JP6480672B2 - Concrete frame reinforcement method for water supply equipment - Google Patents
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Description
本発明は、例えばカルバート、ダム堤体、建物のようなコンクリート躯体の補強工法に関するものである。 The present invention relates to a method for reinforcing a concrete frame such as a culvert, a dam bank, or a building.
既存のコンクリート構造物の耐震強度を高めるために、せん断耐力を向上させる補強工法が行われている。この補強工法は、コンクリート構造物を形成しているコンクリート躯体に、ドリルやコアボーリングマシンのような回転工具で削孔を形成して、そこへ鉄筋のようなせん断補強部材を挿入し、鉄筋と削孔の内壁面との隙間に定着材を充填するものである。定着材は、鉄筋と削孔の内壁面との隙間に空洞を生じないように、密に充填される。その後定着材が硬化して、鉄筋がコンクリート躯体に定着することによって、コンクリート構造物のせん断耐力が向上する。 In order to increase the seismic strength of existing concrete structures, reinforcement methods have been carried out to improve the shear strength. In this reinforcement method, a drilling hole is formed in a concrete frame forming a concrete structure with a rotary tool such as a drill or a core boring machine, and a shear reinforcement member such as a reinforcing bar is inserted into the hole. A fixing material is filled in a gap between the inner wall surface of the drilling hole. The fixing material is closely packed so as not to form a cavity in the gap between the reinforcing bar and the inner wall surface of the drilling hole. Thereafter, the fixing material is cured, and the reinforcing bars are fixed to the concrete frame, whereby the shear strength of the concrete structure is improved.
この定着材として、容易に入手でき安価であることから、無収縮モルタル(グラウト)が用いられている。無収縮モルタルは、鉄筋を削孔に挿入した後、削孔の開口から奥に向かって注入される。このとき、モルタルの流動性が十分でなかったり、鉄筋と削孔の内壁面との隙間が非常に狭かったりすると、鉄筋と削孔の内壁面との隙間に無収縮モルタルが十分に行き渡らないおそれがあった。特許文献1に、エポキシ系樹脂やポリエステル系樹脂のような流動状硬化性樹脂を内包したカプセルを削孔内に挿入しておき、せん断補強部材を削孔に挿入してカプセルを破砕して樹脂を流出させてから無収縮モルタルを注入することによって、鉄筋と削孔内壁面との間に空洞を生じさせない方法が記載されている。
As this fixing material, non-shrinkable mortar (grout) is used because it is easily available and inexpensive. The non-shrink mortar is injected from the opening of the drilling hole toward the back after inserting the reinforcing bar into the drilling hole. At this time, if the fluidity of the mortar is not sufficient, or if the gap between the reinforcing bar and the inner wall surface of the drilling hole is very narrow, the non-shrinkable mortar may not reach the gap between the reinforcing bar and the inner wall surface of the drilling hole. was there. In
コンクリート躯体の補強は、例えばコンクリート標準示方書(公益社団法人土木学会)に示されているせん断耐力を満足するように行う必要がある。ダム堤体のようにコンクリート躯体の厚さが2000mmを超えるような場合、鉄筋が規格を満足する定着長(コンクリートに埋まっている鉄筋の長さ)を有するように、長い奥行の削孔を形成しなければならない。このような場合、特許文献1に記載された方法によると、鉄筋と削孔の内壁面との隙間の細部にまで定着材が充填されるように、長い削孔の奥へ樹脂を内包したカプセルを数多く挿入する必要があった。また、モルタルに比べて高価な樹脂を多量に使用するので、コンクリート補強工事の材料コストを増大させていた。そのため定着材に高価な樹脂を用いなくても、鉄筋と削孔の内壁面との隙間を確実に充填できる方法が求められていた。
It is necessary to reinforce the concrete frame so as to satisfy the shear strength shown in, for example, a concrete standard specification (Public Works Association). When the thickness of the concrete frame exceeds 2,000 mm, such as a dam wall, a long depth of drilling hole is formed so that the reinforcing bar has a fixed length that satisfies the standard (the length of the reinforcing bar embedded in the concrete). Must. In such a case, according to the method described in
また無収縮モルタルは、多量の酸化アルミニウムを含んでいるので、施工後に水に接触すると、アルミニウムの成分が水中に溶出する。このような定着材は、「水道施設の技術的基準を定める省令」(平成12年2月23日厚生省令第15号:最終改正平成26年2月28日厚生労働省令第15号)に規定する水質基準を満足しないので、上水道設備の補強に用いることができなかった。そのため、この基準を満足するように、定着材が充填された後コンクリート躯体の表面に水質基準を満足するモルタルをコーティングしたり、アルミニウム成分を含まない樹脂を定着材に用いたりする必要がある。このことは、コンクリート躯体補強の工費の高騰を招来したり、工期を長引かせたりしていた。 In addition, since the non-shrink mortar contains a large amount of aluminum oxide, the aluminum component is eluted into the water when it comes into contact with water after construction. Such fixing materials are stipulated in “Ministerial Ordinance Establishing Technical Standards for Water Supply Facilities” (Ministry of Health and Welfare Ordinance No. 15 on February 23, 2000: Ministry of Health, Labor and Welfare Ordinance No. 15 on February 28, 2014) Because it does not meet the water quality standards, it could not be used to reinforce waterworks facilities. Therefore, in order to satisfy this standard, it is necessary to coat the surface of the concrete frame with a mortar satisfying the water quality standard after filling with the fixing material, or to use a resin containing no aluminum component for the fixing material. This has led to an increase in the construction cost of concrete frame reinforcement and prolongs the construction period.
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、「水道施設の技術的基準を定める省令」(平成12年2月23日厚生省令第15号:最終改正平成26年2月28日厚生労働省令第15号)に規定する浄水又は浄水処理過程における水に接する資機材等(水道用資機材等)の基準を満たし、長い奥行の削孔であってもせん断補強部材と削孔の内壁面との隙間の隅々にまで定着材を充填でき、短工期で安価に施工できる上水道資機材用のコンクリート躯体補強工法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. “Ministerial Ordinance for Establishing Technical Standards for Water Supply Facilities” (Ministry of Health and Welfare Ordinance No. 15 on February 23, 2000: final revision on February 28, 2014) Meets the standards of water purification equipment or water treatment equipment (water supply equipment, etc.) specified in the Ministry of Health, Labor and Welfare Ordinance No. 15). The purpose of the present invention is to provide a concrete frame reinforcement method for water supply equipment that can be filled with fixing material to every corner of the gap with the inner wall surface and can be constructed at a low cost in a short construction period.
前記の目的を達成するためになされた本発明の上水道資機材用のコンクリート躯体補強工法(以下、単にコンクリート躯体補強工法という)は、上水を流す上水道資機材であるコンクリート躯体の表面からそれの中心部に向かった削孔を形成する工程と、酸化カルシウムを主成分とする膨張材及び3.4〜6重量%の酸化アルミニウムを含んでおり、前記上水に浸出するアルミニウム化合物量が0.02mg/Lを下回る定着材であるモルタルが筒状容器に封入されている定着材カプセルに液体を接触させることによって、前記定着材に前記液体を吸収させてから、前記定着材カプセルを前記削孔に挿入する工程と、せん断補強部材を前記削孔に挿し込み、前記筒状容器を破壊することによって、そこから流出した前記定着材を前記削孔の内壁面と前記せん断補強部材との間に充填する工程とを、有するものである。 Concrete skeleton Retrofit for water supply equipment of the present invention made in order to achieve the object (hereinafter, simply referred to as concrete skeleton Retrofit) from the surface of the concrete skeleton is a water supply equipment for supplying clean water it A step of forming a hole toward the center; an expansion material mainly composed of calcium oxide; and 3.4 to 6% by weight of aluminum oxide. The amount of the aluminum compound leached into the clean water is 0.00. The fixing material capsule absorbs the liquid by bringing the liquid into contact with the fixing material capsule in which a mortar which is a fixing material of less than 02 mg / L is sealed in a cylindrical container, and then the hole is removed from the fixing material capsule. And inserting the shear reinforcement member into the hole, and destroying the cylindrical container, so that the fixing material that has flowed out from the hole is removed from the inner wall of the hole Filling between the surface and the shear reinforcement member.
コンクリート躯体補強工法は、前記液体の温度が、最高で40℃であることが好ましい。 In the concrete frame reinforcing method, the temperature of the liquid is preferably 40 ° C. at the maximum.
コンクリート躯体補強工法は、前記定着材が、セルロース系増粘剤を含有しているモルタルであってもよい。 In the concrete frame reinforcing method, the fixing material may be a mortar containing a cellulosic thickener.
コンクリート躯体補強工法は、前記モルタルが、2−ヒドロキシプロピルメチルエーテルを主成分とする前記セルロース系増粘剤を0.1〜5.0重量%含有していることが好ましい。 In the concrete frame reinforcing method, the mortar preferably contains 0.1 to 5.0% by weight of the cellulose-based thickener mainly composed of 2-hydroxypropyl methyl ether.
コンクリート躯体補強工法は、前記コンクリート躯体が、上水道資機材であってもよい。 In the concrete frame reinforcing method, the concrete frame may be water supply equipment.
コンクリート躯体補強工法は、前記削孔の奥行が、前記せん断補強部材である鉄筋の直径の40〜250倍であってもよい。 In the concrete frame reinforcing method, the depth of the hole may be 40 to 250 times the diameter of the reinforcing bar that is the shear reinforcing member.
コンクリート躯体補強工法は、前記削孔1箇所当たり、複数の前記定着材カプセルを挿入するものであってもよい。 In the concrete frame reinforcing method, a plurality of the fixing material capsules may be inserted per one hole.
コンクリート躯体補強工法は、水平な方向に形成するものであってもよい。 The concrete frame reinforcing method may be formed in a horizontal direction.
本発明のコンクリート躯体補強工法によれば、削孔に挿入した定着材カプセルを破砕しながらせん断補強部材を削孔に挿し込むだけで、削孔の内壁面とせん断補強材との隙間を確りと充填できるので、コンクリート躯体補強工事を簡便に、速やかに、安価に行うことができる。 According to the concrete frame reinforcing method of the present invention, the gap between the inner wall surface of the drilling hole and the shear reinforcing material can be assured by simply inserting the shear reinforcement member into the drilling hole while crushing the fixing material capsule inserted into the drilling hole. Since it can be filled, the concrete frame reinforcement work can be carried out simply, quickly and inexpensively.
コンクリート躯体補強工法に用いられる定着材が、酸化カルシウムを主成分とする膨張材を含み、かつ最大で6重量%の酸化アルミニウムを含有するモルタルであると、施工後、水に補強箇所が接しても、水中に溶出するアルミニウム成分量が「水道施設の技術的基準を定める省令」(平成12年2月23日厚生省令第15号:最終改正平成26年2月28日厚生労働省令第15号)に規定する水質基準を満足するので、上水道資機材のコンクリート躯体の補強をすることができる。 When the fixing material used in the concrete frame reinforcing method is a mortar containing an expansion material mainly composed of calcium oxide and containing a maximum of 6% by weight of aluminum oxide, the reinforcing part comes into contact with water after construction. However, the amount of aluminum components eluted in the water is “Ministerial Ordinance for Establishing Technical Standards for Water Supply Facilities” (Ministry Ordinance No. 15 of the Ministry of Health and Welfare on February 23, 2000: Ordinance No. 15 of the Ministry of Health, Labor and Welfare on February 28, 2014) ), The concrete frame of waterworks equipment can be reinforced.
コンクリート躯体補強工法に用いられる定着材が、セルロース系増粘剤、例えば2−ヒドロキシプロピルメチルエーテルを主成分とする増粘剤を0.1〜5.0重量%含有しているモルタルであり、せん断補強部材が鉄筋であると、鉄筋の公称直径の40〜250倍という奥行を有する長尺な削孔であっても、削孔の内壁面と鉄筋との間にモルタルが隙間なく充填され、充填不良を生じさせない。 The fixing material used in the concrete frame reinforcing method is a mortar containing 0.1 to 5.0% by weight of a thickener mainly composed of a cellulose-based thickener, for example, 2-hydroxypropyl methyl ether, When the shear reinforcement member is a reinforcing bar, even if it is a long hole having a depth of 40 to 250 times the nominal diameter of the reinforcing bar, the mortar is filled between the inner wall surface of the hole and the reinforcing bar without a gap, Does not cause poor filling.
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。 Hereinafter, although the form for implementing this invention is demonstrated in detail, the scope of the present invention is not limited to these forms.
本発明のコンクリート躯体補強工法の一形態の模式断面図を図1に示す。コンクリート躯体1は、上水道資機材として供用される既設のボックスカルバート20である(図2参照)。コンクリート躯体1の背面1bは地盤2に接している。図1(a)に削孔4を形成する工程を示す。コンクリート躯体1の表面1aにコアボーリングマシン3をセットし、コアボーリングマシン3の先端に取り付けられたコアドリル3aを回転させ、コンクリート躯体1の表面1aからそれの中心部に向かって、削孔4を形成する。削孔4は、水平方向、鉛直方向及び斜め方向に形成することができる。
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of one embodiment of the concrete frame reinforcing method of the present invention. The
図1(b)に定着材カプセル5を削孔4に挿入する工程を示す。定着材カプセル5は、筒状容器5bに定着材であるモルタル5aが封入されているものである。モルタル5aは、水で混練されていない所謂ドライモルタルである。モルタル5aは、酸化カルシウムを主成分とする膨張材を含んでいることにより、含まれる酸化アルミニウムが微量に抑えられているものである。具体的に、膨張材の含有率は1〜10重量%であり、酸化アルミニウムの含有率は6重量%以下である。
FIG. 1B shows a process of inserting the
水6を入れたトレイ7に、定着材カプセル5を、気泡6aが出なくなるまで浸漬し、筒状容器5bを通過して浸入した水6を、定着材カプセル5中のモルタル5aに吸収させる。それにより、モルタル5aに流動性と粘性とを付与する。定着材カプセル5を水6から取り出した後、削孔4に挿入する。
The
筒状容器5bは、水6に曝されても容易に破れたり、繊維が水中に分散したりせず、かつ水6を吸収し易い不織布で形成されている。このような不織布として例えば、目付が50g/m2以下の不織布を挙げることができる。和紙のような紙を用いてもよい。そのため、筒状容器5bに封入されているモルタル5aは水6中に流出しない。また筒状容器5bは、定着材カプセル5が水6から取り出されても、手で取り扱うことができる程度の強度を保持している。水6は、施工現場で容易に入手できることから水道水であることが好ましい。
The
図1(c)に、せん断補強部材を削孔4に挿し込んで、補強鉄筋8と削孔4の内壁面との間にモルタル5aを充填する工程を示す。せん断補強部材である補強鉄筋8は、それの中心軸に対して略垂直な面をなしている基端と、この基端面に対して45度傾斜した面をなしている先端とを有している。それによって、補強鉄筋8の先端は鋭く尖り、筒状容器5bを突き破って破壊し易いようになっている。規格に示されている鉄筋の定着長を満足できるように、補強鉄筋8の全長は削孔4の奥行よりも若干短い。
FIG. 1 (c) shows a step of inserting a shear reinforcement member into the
補強鉄筋8の基端にハンマードリル9で打撃を加えながら、削孔4に補強鉄筋8を挿し込む。補強鉄筋8の尖った先端に突き破られた筒状容器5bから、モルタル5aが削孔4内に流出する。補強鉄筋8は、モルタル5aを押し退けながら削孔4内を進む。補強鉄筋8の先端が削孔4の内壁面に突き当たり、補強鉄筋8の基端が削孔4内のモルタル5aに埋没した時点で、ハンマードリル9を補強鉄筋8の基端から離反させる。上記の操作を削孔4毎に繰り返して行う。その後、モルタル5aが硬化することによってコンクリート躯体1の補強が完了する。
While striking the base end of the reinforcing
図1(a)〜(c)に示す工程を経たコンクリート躯体1を図1(d)に示す。硬化したモルタル5aが削孔4の開口を塞いでいるとともに、削孔4の内壁面と補強鉄筋8との間に密に充填されている。補強鉄筋8は、複数の主鉄筋11にわたって立体的に交差するように、削孔4に挿し込まれて、コンクリート躯体1に定着している。このように鉄筋同士を交差させることにより、コンクリート躯体1のせん断耐力をより向上させることができる。
FIG. 1 (d) shows a
また、補強鉄筋8の基端から表面1aまでの長さL1、及び補強鉄筋8の先端から背面1bまでの長さL2は、ともに50mm以上であることが好ましい。それによれば、施工中に生じる未硬化のモルタル5aの圧力や、地震の揺れに起因するコンクリート躯体1への応力によって、補強鉄筋8が削孔4の開口からコンクリート躯体1の表面へ突き出たり、コンクリート躯体1を突き抜けて地盤2に突き出たりする不具合を防止できるとともに、コンクリート躯体1が補強鉄筋8に十分なかぶり(補強鉄筋8を覆うコンクリート躯体1の厚さ)を付与することによって補強鉄筋8の防錆を図ることができる。本発明のコンクリート躯体補強工法は、補強鉄筋8が主鉄筋11と確実に交差するように、各主鉄筋11とコンクリート躯体1の表面1a、背面1bとの間が50mm以上であるコンクリート躯体に好適に用いられる。なお、長さL1とL2とは、同じであっても異なっていてもよい。
Further, the length L 1 from the base end of the reinforcing
図2に、本発明のコンクリート躯体補強工法が施されたボックスカルバート20の模式断面図を示す。ボックスカルバート20は、上水21を流す配水管のような上水道資機材である。ボックスカルバート20のコンクリート躯体1の表面1aから地盤2に接している背面1bに向かって複数の削孔4が形成されている。削孔4のすべてに挿し込まれている補強鉄筋8が、モルタル5aによって削孔4内に定着している。
FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the
ボックスカルバート20のコンクリート躯体1は、例えば400〜2000mmの厚さを有するものが挙げられる。この場合、全長300〜1800mm、直径13〜32mmの補強鉄筋8を好適に用いることができる。補強鉄筋8の定着長を確保するのに、削孔4を、奥行350〜1900mm、直径16〜42mmに形成することが好ましい。
Examples of the
酸化アルミニウムの含有率が、6重量%以下であるモルタル5aから上水21に浸出するアルミニウム化合物の量は、「水道施設の技術的基準を定める省令」(平成12年2月23日厚生省令第15号:最終改正平成26年2月28日厚生労働省令第15号)に規定する水質基準を超えない。本発明のコンクリート躯体補強工法は、このようなモルタル5aを定着材に用いて上水道資機材の補強工事を行うものであるので、定着材を削孔に充填した後、定着材のアルミニウムが浸出しないようにコンクリート躯体の表面にコーティングのような追加工事が不要である。そのため、工期を短くすることができる。さらにコンクリート躯体補強工法は、定着材として安価なモルタルを用いるものであるので、樹脂製の定着材を用いる場合に比較して、補強工事の材料費を低減することができる。それによって、安価な工費で上水道資機材のコンクリート躯体補強を行うことができる。
The amount of aluminum compound leached into the
図3に本発明のコンクリート躯体補強工法の別な形態を示す。図3(a)に示すダム堤体30のコンクリート躯体1は、2000mmを超える厚さを有していることが多く、カルバートや建物のそれに比べて非常に厚い。そのためせん断耐力を向上させるのに、比較的太く長い鉄筋が補強鉄筋8に用いられる。まず、このコンクリート躯体1にコアボーリングマシン3(図1(a)参照)で削孔4を形成する工程を行う。このとき削孔4の奥行Mが、この削孔4に挿し込まれる補強鉄筋8の直径N(図3(b)参照)の40〜250倍となるように削孔4を形成する。直径Nは、JIS G 3112に規定する鉄筋の公称直径である。それによって、十分なせん断耐力をコンクリート躯体1に付与できる鉄筋の定着長を得ることができる。一例を挙げると、コンクリート躯体1の厚さが5000mmであり、直径Nが19.1〜50.8mm(呼び名:D19〜D51)の補強鉄筋8を用いる場合、奥行Mが4600mmである削孔4を形成することが好ましい。このようにダム堤体30のコンクリート躯体1を補強する場合、所定の値にまでせん断耐力を向上させるのに、極めて長尺な削孔4が形成される。
FIG. 3 shows another embodiment of the concrete frame reinforcing method according to the present invention. The
次いで図3(b)に示すように、水6を吸収させた複数の定着材カプセル5を縦列させて、この削孔4に挿入する工程を行う。定着材カプセル5を順次削孔4に挿入してもよいし、所定の数の定着材カプセル5を予め繋ぎ合わせておいて、一連の定着材カプセル5を削孔4に挿入してもよい。最後に、補強鉄筋8を削孔4に挿し込んでモルタル5aを削孔4の内壁面と補強鉄筋8との間に充填する工程を行う。
Next, as shown in FIG. 3 (b), a step of inserting a plurality of fixing
コンクリート標準示方書に規定するJSCE−F 541−2013充填モルタルの流動性試験方法(J14ロート試験)に準拠して測定したモルタル5aの流下値は8秒以上であり、JIS R 5201に準拠して測定したモルタル5aのフロー試験値は150mm以上である。
The flow-down value of the
このようなモルタル5aは、削孔4の奥行が極めて長く、かつ奥行方向が地面に対して水平な場合であっても、削孔4内の隅々にまで行き渡って削孔4の内壁面と補強鉄筋8との間を密に充填できる流動性と、削孔4の開口から流出しない粘性とを、併せ持っている。そのため本発明のコンクリート躯体補強工法によれば、図3(c)に示すように、削孔4内に隙間が残存したり、削孔4からモルタル5aが流出したりすることなく、ダム堤体30を補強することができる。
Such a
所望の流下値及びフロー試験値を得るのに、モルタル5aは、増粘剤を含有していてもよい。増粘剤としてセルロースエーテルのようなセルロース誘導体を含有したセルロース系増粘剤が好ましく、なかでも2−ヒドロキシプロピルエーテルを主成分とするセルロース系増粘剤が好ましい。この場合モルタル5aの2−ヒドロキシプロピルエーテルを主成分とするセルロース系増粘剤の含有率は、0.1〜5.0重量%であることが好ましい。それにより、流動性と粘性とを両立させたモルタル5aを得ることができる。
In order to obtain the desired flow-down value and flow test value, the
定着材カプセル5を水6に浸漬する時間、及び水6の温度について説明する。図4(a)は、20℃の水6に定着材カプセル5を浸漬した場合の浸漬時間(分間)と定着材カプセル5に含まれる水6の重量分率(重量%)との相関を示すグラフである。同図(a)に示すように、定着材カプセル5は、浸漬開始直後から2分経過するまでの間、急激に水6を吸収している。この間、定着材カプセル5中の空隙に水6が入り込む。水6はこの空隙に溜まっている空気を押し出すので、押し出された空気が気泡6aとして外部から視認される(図1(c)参照)。
The time for immersing the fixing
浸漬開始から凡そ2分経過以後、定着材カプセル5中の水6の重量は一定である。気泡6aは発生しない。作業者は気泡6aの有無を一見するだけで、定着材カプセル5が水6の吸収を完了したことを確認することができる。水6の吸収が完了した定着材カプセル5のモルタル5aは、一定時間流動性を保った後、徐々に硬化する。水6の温度が20℃である場合、モルタル5aの硬化開始時間は、浸漬開始から凡そ20分後である。すなわち、図4(a)に示す施工可能時間Tの間に定着材カプセル5を削孔4に挿入し、さらに補強鉄筋8を挿し込むことを要する。施工可能時間Tを経過すると、モルタル5aは硬化し始め、徐々に流動性及び粘性を失っていくため、補強鉄筋8が挿し込まれた削孔4内がモルタル5aによって密に充填され難くなる。
After about 2 minutes from the start of the immersion, the weight of the
施工可能時間Tの長短は、水6の温度によって調節される。図4(b)は、水6の温度(℃)と施工可能時間T(分間)との相関を示すグラフである。水6の温度が高いほど、施工可能時間Tは短くなる。特に温度が40℃以上であると、施工可能時間Tは10分以下と非常に短くなるので、施工が困難になる。一方、水6の温度が低いと、施工可能時間Tは長くなる。しかし、モルタル5aが硬化するまでの時間が過剰となって、モルタル5aが削孔4の開口から流出するおそれが増大する。このことから、水6の温度は、10〜35℃が好ましく、15〜25℃がより好ましい。
The length of the workable time T is adjusted by the temperature of the
なお、定着材カプセル5に水6を吹きかけることによって、モルタル5aに水6を吸収させてもよい。また筒状容器5bの材料は、水6に曝されても容易に破けず、水6を透過させるものであればよく、例えばセルロースやポリオレフィンの織布又は不織布を挙げることができる。
The
図5に補強鉄筋8の別な形態の一部省略側面図を示す。同図に示す補強鉄筋8の両端部に、補強鉄筋8の中心軸X−Xの延長方向に向かって出っ張り、かつ胴部8bよりも拡径した半球形をなしている半球端部8aが形成されている。補強鉄筋8は、半球端部8aと胴部8bとの間で、互いに対向している段差面8cを有している。
FIG. 5 shows a partially omitted side view of another form of the reinforcing reinforcing
この補強鉄筋8が削孔4に挿し込まれ、半球端部8aによって定着材カプセル5が破壊されることによりモルタル5aが削孔4内に充填されると、段差面8cにモルタル5aが密着しつつ、補強鉄筋8が削孔4内に定着する。それにより段差面8cとモルタル5aとの間にアンカー効果が発現する。この補強鉄筋8は、アンカー効果により、半球端部8aを有しない補強鉄筋に比較して高い引抜抵抗力(コンクリート躯体から鉄筋を引き抜く方向にかかる力に抵抗する力)を有しているので、地震によりコンクリート躯体1にせん断力が生じ、補強鉄筋8がコンクリート躯体1から引き抜かれる方向の力を受けたとしても、補強鉄筋8は容易に引き抜かれない。そのため、図5に示す補強鉄筋8を用いたコンクリート躯体補強工法は、これと同じ公称直径で、半球端部8aを有しない補強鉄筋を用いた工法に比較して、補強鉄筋8の本数を減じたり、より細径の補強鉄筋8を用いたりしても、高いせん断耐力をコンクリート躯体1に付与することができる。その結果材料コストが減じられて、安価にコンクリート躯体の補強をすることができる。また、細径の補強鉄筋8は、施工時に既存の主鉄筋11に干渉する可能性を低くできるので、施工性に優れている。そのためスムーズに施工できるので、コンクリート躯体補強の工期を短縮することができる。
When the reinforcing reinforcing
図5に半球端部8aが補強鉄筋8の両端部に形成されている例を示したが、半球端部8aは、補強鉄筋8の一方の端部にのみ形成されていてもよい。また半球端部8aは、鍛造、特に圧造によって形成することができる。
FIG. 5 shows an example in which the
せん断補強部材として、鉄筋の他にPC鋼材、又は寸切ボルトのような金属棒、若しくは炭素繊維やアラミド繊維によって補強された樹脂製の棒を挙げることができる。 Examples of the shear reinforcing member include a steel rod, a metal rod such as a cut bolt, or a resin rod reinforced with carbon fiber or aramid fiber in addition to the reinforcing bar.
以下に、本発明のコンクリート躯体補強工法を適用した実施例、本発明を適用外の比較例を示す。 Below, the Example which applied the concrete frame reinforcement method of this invention and the comparative example which does not apply this invention are shown.
(実施例)
本発明のコンクリート躯体補強工法に用いられる定着材であるモルタルを調製した。まず、早強ポルトランドセメント(宇部三菱セメント株式会社製)58kgに、主成分が酸化カルシウムであるモルタル膨張材(太平洋マテリアル株式会社製、製品名:太平洋ハイパーエクスパン)2kg、主成分が2−ヒドロキシプロピルメチルエーテルであるモルタル増粘剤(信越化学工業株式会社製、製品名:アスカクリーン)1kg、及び主成分がシリカ微粒子であるモルタル増粘剤(日本アエロジル株式会社製、製品名:アエロジル)1kgを加えた。さらに、けい砂30kg、石膏3kg、シリカフューム4kg、及び添加剤類1kgを加えて、実施例のモルタル100kgを得た。
(Example)
A mortar as a fixing material used in the concrete frame reinforcing method of the present invention was prepared. First, 58 kg of early strength Portland cement (manufactured by Ube Mitsubishi Cement Co., Ltd.), 2 kg of mortar expansion material (product name: Taiheiyo Hyper Expan Co., Ltd., manufactured by Taiheiyo Materials Co., Ltd.) whose main component is calcium oxide, and 2-hydroxy main component 1kg of mortar thickener (product name: Asuka Clean) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., which is propyl methyl ether, and 1kg of mortar thickener (product name: Aerosil manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) whose main component is silica fine particles. Was added. Further, 30 kg of silica sand, 3 kg of gypsum, 4 kg of silica fume and 1 kg of additives were added to obtain 100 kg of the mortar of the example.
(比較例1)
モルタル増粘剤を加えなかったこと以外は、実施例と同様にして比較例1のモルタルを得た。
(Comparative Example 1)
A mortar of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in the Example except that the mortar thickener was not added.
(比較例2)
モルタル増粘剤を6重量%としたこと以外は、実施例と同様にして比較例2のモルタルを得た。
(Comparative Example 2)
A mortar of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in the Example except that the mortar thickener was changed to 6% by weight.
(比較例3)
モルタル増粘剤を12重量%としたこと以外は、実施例と同様にして比較例3のモルタルを得た。
(Comparative Example 3)
A mortar of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in the Example except that the mortar thickener was changed to 12% by weight.
(浸出試験)
実施例及び比較例1〜3のモルタルについて、酸化アルミニウムの含有率を、JIS R 5202に規定する酸化アルミニウムの定量方法に準拠して求め、さらに水道用資機材−浸出試験方法JWWA Z 108:2012(公益社団法人日本水道協会:「資機材等の材質に関する試験」(平成12年厚生省告示第45号)に規定)に準拠して浸出試験を行った。結果を図6に示す。同図は、酸化アルミニウムの含有率(重量%)とアルミニウム化合物浸出量(mg/L)との相関を示すグラフである。図6から明らかなように、実施例のモルタルは、「水道施設の技術的基準を定める省令」(平成12年2月23日厚生省令第15号:最終改正平成26年2月28日厚生労働省令第15号)が基準とする0.02mg/Lを大きく下回っているので、上水道資機材のコンクリート躯体補強工法に用いることができる。比較例1のモルタルは、基準とほぼ同じ値を示している。比較例2及び3のモルタルは、基準を大きく上回っているので、上水道資機材のコンクリート躯体の補強に用いることができない。
(Leaching test)
About the mortar of an Example and Comparative Examples 1-3, the content rate of aluminum oxide is calculated | required based on the determination method of the aluminum oxide prescribed | regulated to JISR5202, and also water supply equipment-leaching test method JWWA Z 108: 2012. The leaching test was conducted in accordance with (Japan Water Works Association: “Testing on Materials of Materials and Equipment” (specified by Ministry of Health, Labor and Welfare Notification No. 45)). The results are shown in FIG. The figure is a graph showing the correlation between the aluminum oxide content (% by weight) and the aluminum compound leaching amount (mg / L). As is clear from FIG. 6, the mortar of the example is “Ministerial Ordinance for Establishing Technical Standards for Water Supply Facilities” (Ministry of Health, Labor and Welfare No. 15 February 23, 2000: Final revision February 28, 2014, Ministry of Health, Labor and Welfare) Since it is far below 0.02mg / L, which is the standard of Ordinance No.15), it can be used for concrete frame reinforcement for waterworks equipment. The mortar of Comparative Example 1 shows almost the same value as the standard. Since the mortars of Comparative Examples 2 and 3 greatly exceed the standard, they cannot be used to reinforce the concrete frame of waterworks equipment.
(J14ロート試験及びフロー試験)
実施例及び比較例1〜3のモルタルに対して夫々水道水を30重量%添加した。次いで、JSCE−F 541−2013に規定するJ14ロート試験及びJIS R 5201に規定するフロー試験を行った。
(J14 funnel test and flow test)
30% by weight of tap water was added to each of the mortars of Examples and Comparative Examples 1 to 3. Subsequently, the J14 funnel test prescribed | regulated to JSCE-F 541-2013 and the flow test prescribed | regulated to JISR5201 were done.
(長尺施工試験)
実施例及び比較例1〜3のモルタルを、一端が開口した不織布(目付0.4g/m2)の筒状容器(直径24mm、長さ300mm)に夫々充填し、開口を閉じて定着材カプセルを作製した。定着材カプセルを20℃の水道水に2分間浸漬した。厚さ5000mmのコンクリート躯体に、奥行4600mm、直径28mmで、奥行方向が地面に対して平行な方向の削孔を形成した。この削孔に定着材カプセルを必要数挿入し、せん断補強部材である異形棒鋼D19(公称直径19.1mm)を挿し込んだ。
(Long construction test)
The mortars of Examples and Comparative Examples 1 to 3 were each filled into a tubular container (diameter: 24 mm, length: 300 mm) of a nonwoven fabric (weight per unit: 0.4 g / m 2 ) with one end opened, and the opening was closed to fixer capsule Was made. The fixing material capsule was immersed in tap water at 20 ° C. for 2 minutes. A drilling hole having a depth of 4600 mm, a diameter of 28 mm, and a depth direction parallel to the ground was formed in a concrete frame having a thickness of 5000 mm. A necessary number of fixing material capsules were inserted into the hole, and a deformed steel bar D19 (nominal diameter 19.1 mm) as a shear reinforcing member was inserted.
J14ロート試験、フロー試験、及び長尺施工試験の結果を表1に示す。 Table 1 shows the results of the J14 funnel test, flow test, and long construction test.
表1中、「鉄筋挿し込み可否」について、スムーズに施工可能であったものを〇、施工可能であったが時間を要したものを△、施工不可能であったものを×とした。「削孔充填」について、削孔の開口から目視によって確認した。鉄筋と削孔内壁面との間に隙間が見られなかったものを〇、見られたものを×とした。比較例3は、鉄筋を挿し込むことができなかったので評価しなかった。「判定」について、鉄筋挿し込み可否及び削孔充填ともに〇であるものを良、鉄筋挿し込み可否が△かつ削孔充填が〇であるものを可、鉄筋挿し込み可否及び削孔充填のいずれか一方でも×であるものを不可とした。 In Table 1, “rebar insertion / possibility” was indicated as “◯” when smooth construction was possible, “Δ” when construction was possible but time-consuming, and “x” when construction was impossible. About "hole filling", it confirmed visually from the opening of the hole. The case where no gap was observed between the reinforcing bar and the inner wall surface of the drilled hole was indicated as ◯, and the case where the gap was observed was indicated as ×. Since the comparative example 3 was not able to insert a reinforcing bar, it was not evaluated. As for “determination”, if the rebar insertability and hole filling are both ◯, good, the rebar insertion possibility is △ and the hole filling is ◯, either rebar insertion is possible or hole filling On the other hand, those with x were not allowed.
表1から明らかなように、実施例のモルタルを用いたコンクリート躯体補強工法は、ダム堤体のような非常に厚いコンクリート躯体、及び上水道資機材のコンクリート躯体の補強工事に好適に用いることができる。 As is clear from Table 1, the concrete frame reinforcement method using the mortar of the example can be suitably used for reinforcing a very thick concrete frame such as a dam dam body and a concrete frame of waterworks equipment. .
本発明のコンクリート躯体補強工法は、上水道資機材やダム堤体のようなコンクリート躯体の補強に用いられる。 The concrete frame reinforcing method of the present invention is used to reinforce concrete frames such as waterworks equipment and dam dams.
1はコンクリート躯体、1aは表面、1bは背面、2は地盤、3はコアボーリングマシン、3aはコアドリル、4は削孔、5は定着材カプセル、5aはモルタル、5bは筒状容器、6は水、6aは気泡、7はトレイ、8は補強鉄筋、8aは半球端部、8bは胴部、8cは段差面、9はハンマードリル、11は主鉄筋、20はボックスカルバート、21は上水、30はダム堤体、L1,L2は長さ、Mは奥行、Nは直径、Tは施工可能時間、Xは中心軸である。 1 is a concrete frame, 1a is a surface, 1b is a back surface, 2 is the ground, 3 is a core boring machine, 3a is a core drill, 4 is a drilling hole, 5 is a fixing material capsule, 5a is a mortar, 5b is a cylindrical container, 6 is Water, 6a bubbles, 7 tray, 8 reinforcing steel bar, 8a hemispherical end, 8b trunk, 8c stepped surface, 9 hammer drill, 11 main reinforcing bar, 20 box culvert, 21 water supply , 30 is a dam body, L 1 and L 2 are lengths, M is a depth, N is a diameter, T is a workable time, and X is a central axis.
Claims (7)
酸化カルシウムを主成分とする膨張材及び3.4〜6重量%の酸化アルミニウムを含んでおり、前記上水に浸出するアルミニウム化合物量が0.02mg/Lを下回る定着材であるモルタルが筒状容器に封入されている定着材カプセルに液体を接触させることによって、前記定着材に前記液体を吸収させてから、前記定着材カプセルを前記削孔に挿入する工程と、
せん断補強部材を前記削孔に挿し込み、前記筒状容器を破壊することによって、そこから流出した前記定着材を前記削孔の内壁面と前記せん断補強部材との間に充填する工程とを、
有することを特徴とする上水道資機材用のコンクリート躯体補強工法。 Forming a drilling hole from the surface of the concrete frame, which is a water supply equipment for flowing water , toward the center of the concrete frame;
Mortar which is a fixing material containing an expansion material mainly composed of calcium oxide and 3.4 to 6% by weight of aluminum oxide and whose amount of aluminum compound leached into the clean water is less than 0.02 mg / L is cylindrical. A step of causing the fixing material to absorb the liquid by bringing the liquid into contact with a fixing material capsule sealed in a container, and then inserting the fixing material capsule into the hole;
Filling the gap between the inner wall surface of the drilling hole and the shear reinforcement member by inserting a shear reinforcement member into the drilling hole and destroying the cylindrical container,
A concrete frame reinforcement method for water supply equipment characterized by having.
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