JP6511231B2

JP6511231B2 - Concrete reinforcement structure and its reinforcement method

Info

Publication number: JP6511231B2
Application number: JP2014141053A
Authority: JP
Inventors: 宏一前川; 慶達平塚
Original assignee: University of Tokyo NUC; Sho Bond Corp
Current assignee: University of Tokyo NUC; Sho Bond Corp
Priority date: 2014-07-09
Filing date: 2014-07-09
Publication date: 2019-05-15
Anticipated expiration: 2034-07-09
Also published as: JP2016017330A

Description

本発明は、外力の作用による損壊を防止するためのコンクリートの補強構造及びその補強工法に関する。 The present invention relates to a reinforcing structure of concrete for preventing damage due to the action of external force and a reinforcing method thereof.

従来から、繰り返し動的荷重が載荷される場所に用いられ、脆性破壊的な剥離状せん断力に対して優れた耐久性を示すものとして、特許文献１に開示されるＲＣ構造物が提案されている。また、床版に用いるコンクリート自体の強度をより高めて厚さを薄くし、かつ重量の軽減化を図ることができるものとして、特許文献２に開示される鋼橋用床版が提案されている。 Conventionally, the RC structure disclosed in Patent Document 1 has been proposed as a material that is used in a place where repeated dynamic load is loaded and shows excellent durability against brittle and destructive peel-like shear force. There is. In addition, the steel bridge floor slab disclosed in Patent Document 2 has been proposed as a material that can further increase the strength of the concrete itself used for the floor slab, reduce the thickness, and reduce the weight. .

特許文献１に開示されるＲＣ構造物は、裏面両端が支持されて、表面側から動的荷重が繰り返し載荷される場所に用いられるものであり、裏面側を支持する支点から表面側の荷重位置に向けて斜め上方向に剥離状せん断力が加えられるせん断領域を有し、スパン方向に鉄筋が予め埋設されるものである。特許文献２に開示される鋼橋用床版は、コンクリートを打設することによって形成される床版のコンクリートを、シリカヒュームと膨張材と鋼繊維とが混入された高強度繊維補強コンクリートを主要構成材料とするものである。 The RC structure disclosed in Patent Document 1 is used at a place where both back sides are supported and dynamic load is repeatedly loaded from the front side, and the load position on the front side from the fulcrum supporting the back side The shear region is applied with peel-like shear force obliquely upward, and reinforcing bars are embedded in the span direction in advance. The steel bridge floor slab disclosed in Patent Document 2 mainly comprises high-strength fiber-reinforced concrete in which silica fume, expansive agent and steel fiber are mixed, which is a floor slab concrete formed by placing concrete. It is a constituent material.

特開２００５−９７９３９号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2005-97939 特開２００９−７９２５号公報JP, 2009-7925, A

しかし、特許文献１に開示されたＲＣ構造物は、せん断耐力を向上させる目的でＦＲＰ端部にアンカーボルトが挿入されるものであるが、アンカーボルト自体が腐食するおそれがあるという問題点があった。また、特許文献１に開示されたＲＣ構造物は、ＦＲＰとアンカーボルト等との接着によって曲げ耐力の向上を図るものであるため、接着箇所において付着力が不十分なものとなることで、曲げ耐力が十分に向上しないものとなるという問題点があった。 However, in the RC structure disclosed in Patent Document 1, the anchor bolt is inserted into the FRP end for the purpose of improving the shear resistance, but there is a problem that the anchor bolt itself may be corroded. The Further, since the RC structure disclosed in Patent Document 1 aims to improve the bending strength by bonding the FRP and the anchor bolt or the like, the adhesion at the bonding portion is insufficient, so that the bending is achieved. There is a problem that the resistance does not improve sufficiently.

さらに、特許文献２に開示された鋼橋用床版は、床版のコンクリート本体を高強度繊維補強コンクリートとするときに、床版のコンクリートの強度を向上させるために、コンクリートに膨張材を混入することが必要となる。このため、特許文献２に開示された鋼橋用床版は、既設のコンクリートに膨張材を混入させることができず、床版のコンクリートをあらためて再構築する必要が生じるため、施工費用、工期が著しく増大したものとなるという問題点があった。 Furthermore, the floor slab for steel bridges disclosed in Patent Document 2 mixes an expansive material with concrete in order to improve the strength of the floor slab concrete when the floor slab concrete body is high-strength fiber reinforced concrete. It is necessary to For this reason, the floor slab for steel bridges disclosed in Patent Document 2 can not mix the expansive material into the existing concrete, and it becomes necessary to rebuild the floor slab concrete again, so construction cost and construction period There was a problem that it became a remarkable increase.

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、コンクリートの一部を膨張材に置換して、周囲のコンクリートにプレストレスを導入することで、コンクリートの曲げ疲労耐力、せん断耐力を向上させることのできるコンクリートの補強構造及びその補強工法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the purpose of the present invention is to replace a part of concrete with an expansive material and introduce prestress to surrounding concrete. It is an object of the present invention to provide a concrete reinforcing structure and its reinforcing method capable of improving the flexural fatigue resistance and shear resistance of concrete.

第１発明に係るコンクリートの補強構造は、外力の作用による損壊を防止するためのコンクリートの補強構造であって、コンクリートを削孔して形成されるコア部と、前記コア部に充填される膨張材とを備え、前記膨張材は、前記コア部に充填された後に膨張して、前記コア部の周囲のコンクリートが押圧されることで、前記コア部の周囲のコンクリートに圧縮力が付与された状態とするものであり、前記コア部には、前記膨張材のみが充填されることを特徴とする。 The reinforcing structure of concrete according to the first aspect of the present invention is a reinforcing structure of concrete for preventing damage due to the action of external force, and a core portion formed by drilling concrete and an expansion filled in the core portion And the expansion material is expanded after being filled in the core portion, and the concrete around the core portion is pressed, whereby a compressive force is applied to the concrete around the core portion. all SANYO to state, the core portion, only the expandable material is characterized Rukoto filled.

第２発明に係るコンクリートの補強工法は、外力の作用による損壊を防止するためのコンクリートの補強工法であって、コンクリートを削孔して形成されたコア部に、膨張材のみを充填する充填工程と、前記コア部に充填した前記膨張材を膨張させて、前記コア部の周囲のコンクリートを前記膨張材に押圧させることで、前記コア部の周囲のコンクリートに圧縮力を付与した状態とする膨張工程とを備えることを特徴とする。 The reinforcement method of concrete according to the second aspect of the present invention is a reinforcement method of concrete for preventing damage due to the action of external force, and a filling step of filling only the expansive material in a core portion formed by drilling concrete. When, by expanding the expandable material filled in the core section, the concrete around the core portion be to press the expansion member, and while applying a compressive force to the concrete surrounding the core portion expanded And providing a process.

第１発明〜第５発明によれば、コア部又は亀裂部に膨張材を充填することで、コンクリートの一部が膨張材に置換されて、コア部又は亀裂部の周囲のコンクリートにプレストレスが導入されるため、コンクリートの曲げ疲労耐力及びせん断耐力を向上させることが可能となる。 According to the first to fifth inventions, by filling the core portion or the crack portion with the expansive material, a part of the concrete is replaced with the expansive material, and the prestressing of the concrete around the core portion or the crack portion is achieved. Since it is introduced, it becomes possible to improve the bending fatigue resistance and the shear resistance of concrete.

第１発明〜第５発明によれば、コンクリートが完全に乾燥収縮する前の段階で、コア部又は亀裂部に膨張材が充填されても、経時膨張硬化性材料の膨張材の膨張が、コア部又は亀裂部の周囲のコンクリートの収縮に追随して、膨張材とコンクリートとの界面に付着切れが生じることを回避することが可能となる。 According to the first to fifth aspects of the invention, expansion of the expansive material of the time-lapse-hardening material causes the core to expand even when the expansible material is filled in the core or the crack at a stage before the concrete is completely dried and shrunk. By following the shrinkage of the concrete around the portion or the crack, it is possible to avoid the occurrence of the breakage in the interface between the expansive material and the concrete.

特に、第２発明によれば、コンクリートにひび割れが生じて形成された亀裂部に膨張材が充填されるため、既設のコンクリートに生じたひび割れの補修と、コンクリートの曲げ疲労耐力及びせん断耐力の向上とを兼ねるものとすることが可能となる。 In particular, according to the second aspect of the invention, since the expansive material is filled in the crack portion formed by the occurrence of cracks in the concrete, repair of the crack generated in the existing concrete and improvement of the bending fatigue resistance and shear resistance of the concrete It is possible to combine

特に、第２発明によれば、コンクリートの内部に配設された鉄筋がひび割れによって露出するものとなっても、亀裂部に充填された膨張材で鉄筋が覆われることで、鉄筋が外気に触れて腐食することを防止することが可能となる。 In particular, according to the second aspect of the present invention, even when the reinforcing bar disposed inside the concrete becomes exposed due to a crack, the reinforcing bar is covered with the expansive material filled in the cracked portion, so that the reinforcing bar is exposed to the air Corrosion can be prevented.

特に、第５発明によれば、コンクリートの曲げ疲労耐力及びせん断耐力を同時に向上させるとともに、アンカーボルト、鉄筋等の鋼製棒材がコア部又は亀裂部に設けられないものであるため、これら鋼製棒材が経年劣化等によって腐食することを防止することが可能となる。 In particular, according to the fifth invention, the bending fatigue resistance and the shear resistance of the concrete are simultaneously improved, and steel rods such as anchor bolts and reinforcing bars are not provided in the core portion or the crack portion, so these steels It becomes possible to prevent that a bar material corrodes by age-deterioration etc.

特に、第５発明によれば、コア部又は亀裂部に膨張材を充填するのみで、コンクリートの曲げ疲労耐力及びせん断耐力を向上させることができるため、アンカーボルト、鉄筋等の棒材をコア部又は亀裂部に設けることを必要としないで、コンクリートの補強のための工程、工期を短縮することが可能となる。 In particular, according to the fifth invention, the bending fatigue resistance and the shear resistance of concrete can be improved only by filling the core portion or the crack portion with the expansive material, so that the bar portion such as the anchor bolt and the reinforcing bar is made of the core portion Alternatively, it is possible to shorten the process for reinforcement of concrete and the construction period without the need for providing in the cracked part.

（ａ）は、本発明を適用したコンクリートの補強構造が導入される鉄筋コンクリート床版を示す正面図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。(A) is a front view which shows the reinforced concrete floor slab in which the reinforcement structure of the concrete to which this invention is applied is introduce | transduced, (b) is the AA sectional view taken on the line. （ａ）は、本発明を適用したコンクリートの補強構造が導入されるボックスカルバートや地下トンネルを示す正面図であり、（ｂ）は、そのＢ−Ｂ線断面図である。(A) is a front view which shows the box culvert and underground tunnel where the reinforcement structure of the concrete to which this invention is applied is introduce | transduced, (b) is the BB sectional drawing. 本発明を適用したコンクリートの補強構造のコア部及び膨張材を示す拡大正面図である。It is an enlarged front view which shows the core part and expansion material of the reinforcement structure of the concrete to which this invention is applied. 本発明を適用したコンクリートの補強構造の亀裂部及び膨張材を示す拡大正面図である。It is an enlarged front view which shows the crack part and expansion material of the reinforcement structure of the concrete to which this invention is applied. （ａ）は、本発明を適用したコンクリートの補強工法でコンクリートに形成されたコア部を示す拡大正面図であり、（ｂ）は、コア部に充填された膨張材を示す拡大正面図である。(A) is an enlarged front view which shows the core part formed in concrete by the reinforcement method of the concrete to which this invention is applied, (b) is an enlarged front view which shows the expansive material with which the core part was filled. . （ａ）は、本発明を適用したコンクリートの補強工法でコンクリートに形成された亀裂部を示す拡大正面図であり、（ｂ）は、亀裂部に充填された膨張材を示す拡大正面図である。(A) is an enlarged front view which shows the crack part formed in concrete by the reinforcement method of the concrete to which this invention is applied, (b) is an enlarged front view which shows the expansive material with which the crack part was filled. . （ａ）は、本発明を適用したコンクリートの補強工法でコア部に充填された膨張材が膨張した状態を示す拡大正面図であり、（ｂ）は、コア部の周囲のコンクリートに圧縮力が付与された状態を示す拡大正面図である。(A) is an enlarged front view which shows the state which the expansive material with which the core part was filled expanded by the reinforcement method of concrete to which this invention is applied, (b) is compressive force to the concrete around a core part. It is an enlarged front view showing a given state. （ａ）は、本発明を適用したコンクリートの補強工法で亀裂部に充填された膨張材が膨張した状態を示す拡大正面図であり、（ｂ）は、亀裂部の周囲のコンクリートに圧縮力が付与された状態を示す拡大正面図である。(A) is an enlarged front view which shows the state which the expansive material with which the crack part was filled expanded by the reinforcement method of the concrete to which this invention is applied, (b) is compressive force to the concrete around a crack part. It is an enlarged front view showing a given state. 本発明を適用したコンクリートの補強構造で膨張材が膨張することで付与された圧縮力でコンクリートのせん断破壊を防止した状態を示す拡大正面図である。It is an enlarged front view which shows the state which prevented the shear failure of concrete by the compressive force provided by the expansion material expanding by the reinforcement structure of the concrete to which this invention is applied. 本発明を適用したコンクリートの補強構造で鉄筋コンクリート床版を対象とした輪荷重によるコンクリートの疲労とたわみとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the fatigue of the concrete by the wheel load and deflection which aimed at the reinforced concrete floor slab by reinforcement structure of concrete to which the present invention is applied.

以下、本発明を適用したコンクリートの補強構造１を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing the reinforcement structure 1 of concrete to which this invention is applied is demonstrated in detail, referring drawings.

本発明を適用したコンクリートの補強構造１は、図１に示すように、主として、道路橋等で通行車両等の輪荷重が外力として作用する鉄筋コンクリート床版５５等のコンクリート５や、図２に示すように、自重等による持続荷重又は地震力による衝撃荷重等が外力として作用するボックスカルバート５０や地下トンネル５０の頂板５１、側壁板５２等のコンクリート５に導入される。 The concrete reinforcing structure 1 to which the present invention is applied, as shown in FIG. 1, is mainly shown in concrete 5 such as a reinforced concrete floor slab 55 or the like on which a wheel load such as a passing vehicle acts as an external force in a road bridge etc. As described above, a continuous load due to its own weight or an impact load due to seismic force is introduced into the concrete 5 such as the box culvert 50 acting as an external force, the top plate 51 of the underground tunnel 50, and the side wall plate 52.

コンクリート５は、図１、図２に示すように、面内方向Ｘに延びて略平板状に形成されるとともに、面外方向Ｙに所定の厚みを有するものである。コンクリート５は、図１に示すように、鉄筋コンクリート床版５５として用いられる場合等に、コンクリート５の内部で面内方向Ｘに延びて配設される１又は複数の鉄筋５６を有する。 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the concrete 5 extends in the in-plane direction X and is formed into a substantially flat plate shape, and has a predetermined thickness in the out-of-plane direction Y. As shown in FIG. 1, the concrete 5 has one or more reinforcing bars 56 which are disposed to extend in the in-plane direction X inside the concrete 5 when used as a reinforced concrete floor slab 55 or the like.

本発明を適用したコンクリートの補強構造１は、輪荷重、持続荷重又は衝撃荷重等の外力の作用によるコンクリート５の損壊を防止するために、図３、図４に示すように、コンクリート５に形成されたコア部２又は亀裂部３に膨張材４を充填して、コンクリート５の一部を膨張材４に置換するものとなる。 The reinforcement structure 1 of concrete to which the present invention is applied is formed on the concrete 5 as shown in FIGS. 3 and 4 in order to prevent the damage of the concrete 5 due to the action of external force such as wheel load, sustained load or impact load. The expansive material 4 is filled in the core portion 2 or the crack portion 3 to replace a part of the concrete 5 with the expansive material 4.

本発明を適用したコンクリートの補強構造１は、第１実施形態において、図３に示すように、コンクリート５を面外方向Ｙに削孔して形成されるコア部２と、コア部２に充填される膨張材４とを備える。本発明を適用したコンクリートの補強構造１は、主に、既設のコンクリート５にコア部２が形成されるものであるが、これに限らず、新設のコンクリート５にコア部２が形成されてもよい。 In the reinforcing structure 1 of concrete to which the present invention is applied, in the first embodiment, as shown in FIG. 3, the core portion 2 formed by drilling the concrete 5 in the out-of-plane direction Y, and filling the core portion 2 And the expansion material 4 to be In the concrete reinforcing structure 1 to which the present invention is applied, the core portion 2 is mainly formed on the existing concrete 5, but the present invention is not limited to this. Even if the core portion 2 is formed on the new concrete 5 Good.

コア部２は、ドリル等のコンクリート削孔用器具等が用いられることで、コンクリート５の面外方向Ｙで所定の深さＨまで、断面略円形状等となるように削孔されて形成される。コア部２は、コンクリート５の内部に配設された鉄筋５６等と干渉しないように、コンクリート５の下面５ａから削孔されて形成される。 The core portion 2 is formed by drilling a cross-sectional substantially circular shape or the like to a predetermined depth H in the out-of-plane direction Y of the concrete 5 by using a concrete drilling tool such as a drill or the like. Ru. The core portion 2 is formed by drilling from the lower surface 5 a of the concrete 5 so as not to interfere with the reinforcing bars 56 and the like disposed inside the concrete 5.

コア部２は、これに限らず、コンクリート５の上面５ｂから削孔されて形成されてもよく、また、コンクリート５を上面５ｂから下面５ａまで、面外方向Ｙに貫通するように削孔されて形成されてもよい。 The core portion 2 is not limited to this, and may be drilled from the upper surface 5b of the concrete 5 or drilled so as to penetrate the concrete 5 from the upper surface 5b to the lower surface 5a in the out-of-plane direction Y It may be formed.

膨張材４は、コア部２に充填する前後において、所定時間を経過することで体積が増大して膨張するとともに、所定時間を経過して膨張したままの状態で硬化するものである。膨張材４は、例えば、膨張コンクリート、膨張モルタル、又は、発泡ウレタン等の経時膨張硬化性材料が用いられる。 Before and after filling the core portion 2, the expansive material 4 increases in volume and expands as a predetermined time passes, and hardens in a state where it has expanded after a predetermined time passes. Expanding material 4, for example, expanded concrete, expanded mortar or aging expandable curable material such as foamed urethane is used.

膨張材４は、コア部２に充填された後に膨張するとともに硬化することで、コア部２の周囲のコンクリート５を膨張硬化した膨張材４の膨張圧で押圧するものとなる。このとき、膨張材４は、アンカーボルト等の棒材をコア部２に挿入等させることなく、膨張コンクリート、膨張モルタル、又は、発泡ウレタン等の経時膨張硬化性材料のみが、コア部２に充填されるものとなる。 The expansive material 4 is expanded and hardened after being filled in the core portion 2, thereby pressing the concrete 5 around the core portion 2 with the expansive pressure of the expansive material 4 obtained by the expansive curing. At this time, the expansion member 4, without inserting such a bar in the core portion 2, such as anchor bolts, expanded concrete, expanded mortar or only with time expandable curable material such as foamed urethane, the core part 2 It will be filled.

本発明を適用したコンクリートの補強構造１は、第２実施形態において、図４に示すように、コンクリート５に面外方向Ｙのひび割れが生じることで形成された亀裂部３と、亀裂部３に充填される膨張材４とを備える。本発明を適用したコンクリートの補強構造１は、主に、既設のコンクリート５に形成された亀裂部３に膨張材４が充填されるものとなるが、これに限らず、新設のコンクリート５に形成された亀裂部３に膨張材４が充填されてもよい。 In the reinforcing structure 1 of concrete to which the present invention is applied, in the second embodiment, as shown in FIG. 4, the crack 3 formed by the occurrence of the crack in the out-of-plane direction Y in the concrete 5 and the crack 3 And an expansive material 4 to be filled. In the reinforcing structure 1 of concrete to which the present invention is applied, the expansive material 4 is mainly filled in the cracked portion 3 formed in the existing concrete 5, but the present invention is not limited to this. The expanding material 4 may be filled in the cracked portion 3.

亀裂部３は、コンクリート５に作用する引張力や乾燥収縮等を原因として、コンクリート５の上面５ｂ又は下面５ａからコンクリート５の内部までひび割れが生じて、コンクリート５の面外方向Ｙで所定の深さＨまで形成されるものとなる。このとき、亀裂部３は、コンクリート５にひび割れが生じる位置や深さＨによっては、コンクリート５の内部に配設された鉄筋５６が露出して外気に触れるものとなる。 The crack 3 is cracked from the upper surface 5 b or the lower surface 5 a of the concrete 5 to the inside of the concrete 5 due to a tensile force or drying shrinkage acting on the concrete 5 and a predetermined depth in the out-of-plane direction Y of the concrete 5 H is formed. At this time, depending on the position and depth H at which the crack 5 occurs in the concrete 5, the crack 3 is exposed to the reinforcing bar 56 disposed inside the concrete 5 and is exposed to the outside air.

膨張材４は、亀裂部３に充填する前後において、所定時間を経過することで体積が増大して膨張するとともに、所定時間を経過して膨張したままの状態で硬化するものである。膨張材４は、例えば、膨張コンクリート、膨張モルタル、又は、発泡ウレタン等の経時膨張硬化性材料が用いられる。 Before and after filling the fissure portion 3, the expansive material 4 increases in volume and expands as a predetermined time passes, and hardens in a state where it has expanded after a predetermined time passes. Expanding material 4, for example, expanded concrete, expanded mortar or aging expandable curable material such as foamed urethane is used.

膨張材４は、亀裂部３に充填された後に膨張するとともに硬化することで、亀裂部３の周囲のコンクリート５を膨張硬化した膨張材４の膨張圧で押圧するものとなる。このとき、膨張材４は、アンカーボルト等の棒材を亀裂部３に挿入等させることなく、膨張コンクリート、膨張モルタル、又は、発泡ウレタン等の経時膨張硬化性材料のみが、亀裂部３に充填されるものとなる。 The expansive material 4 is expanded and hardened after being filled in the cracked portion 3, thereby pressing the concrete 5 around the cracked portion 3 with the expansive pressure of the expansive hardened material 4 which has been expansively hardened. At this time, the expansion member 4, the bar, such as anchor bolts without inserted such crack portion 3, expanded concrete, expanded mortar or only with time expandable curable material such as foamed urethane, the cracked portion 3 It will be filled.

本発明を適用したコンクリートの補強工法は、図５〜図８に示すように、外力の作用によるコンクリート５の損壊を防止するためのものであり、コア部２又は亀裂部３に膨張材４を充填する充填工程と、コア部２又は亀裂部３に充填した膨張材４を膨張させる膨張工程とを備える。 The reinforcement method of concrete to which the present invention is applied is for preventing the damage of the concrete 5 due to the action of external force as shown in FIG. 5 to FIG. A filling step of filling and an expansion step of expanding the expansive material 4 filled in the core portion 2 or the crack portion 3 are provided.

充填工程では、最初に、図５（ａ）に示すように、コンクリート５の上面５ｂ又は下面５ａから、コンクリート５を面外方向Ｙで所定の深さＨまで、ドリル等のコンクリート削孔用器具等で削孔することで、コンクリート５にコア部２を形成する。 In the filling step, first, as shown in FIG. 5A, a concrete drilling tool such as a drill or the like from the upper surface 5b or the lower surface 5a of the concrete 5 to a predetermined depth H in the out-of-plane direction Y The core portion 2 is formed in the concrete 5 by drilling using, for example.

充填工程では、次に、図５（ｂ）に示すように、コンクリート５に形成されたコア部２に、アンカーボルト、鉄筋等の棒材を挿入等させることなく、膨張コンクリート、膨張モルタル、又は、発泡ウレタン等の経時膨張硬化性材料が用いられた膨張材４が充填される。 In the filling step, next, as shown in FIG. 5 (b), expanded concrete, expanded mortar, or without inserting a bar such as an anchor bolt or a reinforcing bar into the core portion 2 formed in the concrete 5. , expandable member 4 with time expandable curable material such as foamed urethane is used is filled.

充填工程では、これに限らず、図６に示すように、コンクリート５の上面５ｂ又は下面５ａからコンクリート５の内部までひび割れが生じて、コンクリート５の面外方向Ｙで所定の深さＨまで形成された亀裂部３に、アンカーボルト、鉄筋等の棒材を挿入等させることなく、膨張材４が充填されてもよい。 In the filling step, not only this, but as shown in FIG. 6, cracks are generated from the upper surface 5 b or the lower surface 5 a of the concrete 5 to the inside of the concrete 5 to form a predetermined depth H in the out-of-plane direction Y of the concrete 5 The expanded material 4 may be filled in the cracked portion 3 without inserting a bar such as an anchor bolt or a reinforcing bar.

膨張工程では、図７（ａ）、図８（ａ）に示すように、コア部２又は亀裂部３に充填された膨張材４を膨張させて、コア部２又は亀裂部３の周囲で所定の範囲のコンクリート５を膨張材４に押圧させる。 In the expansion step, as shown in FIG. 7A and FIG. 8A, the expansion material 4 filled in the core 2 or the crack 3 is expanded to a predetermined value around the core 2 or the crack 3 The concrete 5 in the range of is pressed against the expansive material 4.

膨張工程では、最後に、図７（ｂ）、図８（ｂ）に示すように、膨張材４を膨張させるとともに硬化させて、コア部２又は亀裂部３の周囲のコンクリート５を膨張材４に押圧させることで、コア部２又は亀裂部３の周囲のコンクリート５で、コンクリート５の内部に圧縮力Ｐを付与した状態として、コア部２又は亀裂部３の周囲のコンクリート５に擬似的なプレストレスが導入されるものとなる。 In the expansion step, finally, as shown in FIGS. 7 (b) and 8 (b), the expansion material 4 is expanded and hardened to make the concrete 5 around the core 2 or the crack 3 into the expansion material 4 The concrete 5 around the core 2 or the crack 3 is applied with a compressive force P to the inside of the concrete 5, and the concrete 5 around the core 2 or the crack 3 is simulated. Pre-stress will be introduced.

本発明を適用したコンクリートの補強工法は、既設又は新設のコンクリート５に用いられることで、第１実施形態又は第２実施形態に係る本発明を適用したコンクリートの補強構造１が、既設又は新設のコンクリート５を補強するために導入されるものとなる。 The reinforcement method of concrete to which the present invention is applied is used for the existing or new concrete 5. The concrete reinforcement structure 1 to which the present invention according to the first embodiment or the second embodiment is applied is existing or new It will be introduced to reinforce the concrete 5.

このとき、本発明を適用したコンクリートの補強構造１は、第１実施形態及び第２実施形態の何れにおいても、図１、図２に示すように、コア部２又は亀裂部３が、鉄筋コンクリート床版５５、ボックスカルバート５０の頂板５１、ボックスカルバート５０の側壁板５２、地下トンネル５０の頂板５１、又は、地下トンネル５０の側壁板５２として用いられるコンクリート５に形成されて、膨張材４が充填されるものとなる。 At this time, as shown in FIG. 1 and FIG. 2 in any of the first embodiment and the second embodiment, in the reinforced structure 1 of concrete to which the present invention is applied, the core portion 2 or the crack 3 is a reinforced concrete floor Formed in concrete 5 used as plate 55, top plate 51 of box culvert 50, side plate 52 of box culvert 50, top plate 51 of underground tunnel 50, or side plate 52 of underground tunnel 50 and filled with expansive material 4 It will be

コンクリート５は、図９に示すように、輪荷重、持続荷重又は衝撃荷重等の外力が作用することで、押し抜きせん断破壊や、遅れせん断破壊、地震力の作用によるせん断破壊等が生じるおそれがあるものである。このとき、コンクリート５は、例えば、面外方向Ｙに延びるように上面５ｂから下面５ａまで連続して、コンクリート５の内部に仮想せん断面Ｓを形成することで、押し抜きせん断破壊等が生じるものとなる。 As shown in FIG. 9, the concrete 5 may be subjected to punching shear failure, delayed shear failure, shear failure due to the action of seismic force, etc. by the action of external force such as wheel load, sustained load or impact load. It is a certain thing. At this time, for example, the virtual shear surface S is formed in the concrete 5 continuously from the upper surface 5 b to the lower surface 5 a so as to extend in the out-of-plane direction Y, for example, punching shear failure occurs. It becomes.

ここで、本発明を適用したコンクリートの補強構造１は、第１実施形態及び第２実施形態の何れにおいても、コア部２又は亀裂部３の周囲のコンクリート５で、コンクリート５の内部に圧縮力Ｐが付与されることで、仮想せん断面Ｓを形成させることのないように、コンクリート５の内部を押圧する擬似的なプレストレスが導入される。 Here, the reinforcing structure 1 of concrete to which the present invention is applied is a compressive force applied to the inside of the concrete 5 by the concrete 5 around the core portion 2 or the crack portion 3 in any of the first embodiment and the second embodiment. By applying P, a pseudo prestress that presses the inside of the concrete 5 is introduced so as not to form the virtual shear surface S.

また、本発明を適用したコンクリートの補強構造１は、図１０に示すように、第１実施形態及び第２実施形態の何れにおいても、例えば、鉄筋コンクリート床版５５を対象とした場合に、輪荷重によるコンクリート５の疲労と、コンクリート５のたわみとの関係が示される。このとき、本発明を適用したコンクリートの補強構造１は、経時膨張硬化性材料の膨張材４を充填したケース（図１０の実線）が、膨張しない充填材を充填したケース（図１０の破線）よりも、コンクリート５のたわみが全体的に小さくなるものとなり、コア部２又は亀裂部３に膨張材４を充填することで、コンクリート５の曲げ疲労耐力が向上したものとなる。 Further, as shown in FIG. 10, in the reinforcement structure 1 of concrete to which the present invention is applied, in any of the first embodiment and the second embodiment, for example, when the reinforced concrete floor slab 55 is targeted, the wheel load is The relationship between the fatigue of the concrete 5 and the deflection of the concrete 5 is shown. At this time, in the reinforcing structure 1 of concrete to which the present invention is applied, the case (solid line in FIG. 10) filled with the expansive material 4 of time-lapse-hardening material is filled with non-expanding filler (broken line in FIG. 10). More specifically, the deflection of the concrete 5 is reduced as a whole, and by filling the core 2 or the crack 3 with the expansive material 4, the bending fatigue resistance of the concrete 5 is improved.

これにより、本発明を適用したコンクリートの補強構造１は、コア部２又は亀裂部３に膨張材４を充填することで、コンクリート５の一部が膨張材４に置換されて、コア部２又は亀裂部３の周囲のコンクリート５にプレストレスが導入されるため、コンクリート５の曲げ疲労耐力及びせん断耐力を向上させることが可能となる。 Thereby, the reinforcing structure 1 of concrete to which the present invention is applied is such that a part of the concrete 5 is replaced with the expansive material 4 by filling the expansive material 4 in the core portion 2 or the crack 3 and the core portion 2 or Since prestress is introduced to the concrete 5 around the crack 3, it is possible to improve the bending fatigue resistance and the shear resistance of the concrete 5.

コンクリート５は、図３、図４に示すように、乾燥収縮は長期に亘って継続するものである。このため、従来のように、コア部２又は亀裂部３に膨張しない充填材を充填する方法では、コンクリート５が完全に乾燥収縮する前の段階で、コア部２又は亀裂部３に膨張しない充填材を充填すると、コア部２又は亀裂部３の周囲のコンクリート５が後発的に収縮するものとなり、膨張しない充填材とコンクリート５との界面に付着切れを生じさせるおそれがあった。 As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the concrete 5 is such that the drying shrinkage lasts for a long time. Therefore, as in the prior art, in the method of filling the core 2 or the crack 3 with a non-expanding filler, the filling does not expand to the core 2 or the crack 3 at a stage before the concrete 5 completely dries and shrinks. When the material is filled, the concrete 5 around the core portion 2 or the cracked portion 3 contracts as a result, and there is a risk of causing a break in the interface between the non-expanding filler and the concrete 5.

これに対して、本発明を適用したコンクリートの補強構造１は、第１実施形態及び第２実施形態の何れにおいても、コンクリート５が完全に乾燥収縮する前の段階で、コア部２又は亀裂部３に膨張材４が充填されても、経時膨張硬化性材料の膨張材４の膨張がコア部２又は亀裂部３の周囲のコンクリート５の収縮に追随して、膨張材４とコンクリート５との界面に付着切れが生じることを回避することができるため、コンクリート５の曲げ疲労耐力及びせん断耐力を十分に向上させることが可能となる。 On the other hand, the reinforcing structure 1 of concrete to which the present invention is applied is the core portion 2 or the cracked portion at the stage before the concrete 5 is completely dried and shrunk in any of the first embodiment and the second embodiment. Even if the expansive material 4 is filled in the 3, the expansive material 4 of the time-lapse-hardening material expands following the contraction of the concrete 5 around the core 2 or the crack 3, and the expansive material 4 and the concrete 5 Since it is possible to avoid the occurrence of adhesive breakage at the interface, it is possible to sufficiently improve the bending fatigue resistance and the shear resistance of the concrete 5.

本発明を適用したコンクリートの補強構造１は、図４に示すように、第２実施形態において、コンクリート５にひび割れが生じて形成された亀裂部３に膨張材４が充填されるため、既設のコンクリート５に生じたひび割れの補修と、コンクリート５の曲げ疲労耐力及びせん断耐力の向上とを兼ねるものとすることが可能となる。さらに、本発明を適用したコンクリートの補強構造１は、第２実施形態において、コンクリート５の内部に配設された鉄筋５６がひび割れによって露出するものとなっても、亀裂部３に充填された膨張材４で鉄筋５６が覆われることで、鉄筋５６が外気に触れて腐食することを防止することが可能となる。 The reinforcing structure 1 of concrete to which the present invention is applied is, as shown in FIG. 4, in the second embodiment, since the expansive material 4 is filled in the cracked portion 3 formed by cracking in the concrete 5. It becomes possible to combine the repair of the crack generated in the concrete 5 with the improvement of the bending fatigue strength and the shear strength of the concrete 5. Furthermore, in the reinforcing structure 1 of concrete to which the present invention is applied, in the second embodiment, even if the reinforcing bars 56 disposed inside the concrete 5 become exposed due to a crack, the expansion filled in the cracked portion 3 By covering the reinforcing bars 56 with the material 4, it is possible to prevent the reinforcing bars 56 from being exposed to the air and corroded.

本発明を適用したコンクリートの補強工法は、図５〜図８に示すように、コンクリート５の曲げ疲労耐力及びせん断耐力を同時に向上させるとともに、アンカーボルト、鉄筋等の鋼製棒材がコア部２又は亀裂部３に設けられないものであるため、これら鋼製棒材が経年劣化等によって腐食することを防止することが可能となる。 The reinforcement method of concrete to which the present invention is applied, as shown in FIG. 5 to FIG. 8, simultaneously improves the bending fatigue strength and the shear strength of the concrete 5, and the steel bars such as anchor bolts and reinforcing bars have the core 2 Or since it is a thing which is not provided in the crack part 3, it becomes possible to prevent that these steel-made bars corrode by age-deterioration etc.

本発明を適用したコンクリートの補強工法は、コア部２又は亀裂部３に膨張材４を充填するのみで、コンクリート５の曲げ疲労耐力及びせん断耐力を向上させることができるため、アンカーボルト、鉄筋等の棒材をコア部２又は亀裂部３に設けることを必要としないで、コンクリート５の補強のための工程、工期を短縮することが可能となる。 The reinforcement method of concrete to which the present invention is applied can improve the bending fatigue strength and the shear strength of the concrete 5 simply by filling the core 2 or the crack 3 with the expansive material 4, so that anchor bolts, reinforcing bars, etc. It is possible to shorten the process for reinforcement of the concrete 5 and the construction period without requiring the provision of the bar in the core 2 or the crack 3.

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。 As mentioned above, although the example of the embodiment of the present invention was explained in detail, any of the above-mentioned embodiments only shows the example of the embodiment in the case of carrying out the present invention. The scope should not be interpreted in a limited manner.

１：コンクリートの補強構造
２：コア部
３：亀裂部
４：膨張材
５：コンクリート
５ａ：下面
５ｂ：上面
５０：ボックスカルバート、地下トンネル
５１：頂板
５２：側壁板
５５：鉄筋コンクリート床版
５６：鉄筋
Ｘ：面内方向
Ｙ：面外方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Reinforcement structure of concrete 2: Core part 3: Crack part 4: Expansive material 5: Concrete 5a: Lower surface 5b: Upper surface 50: Box culvert, underground tunnel 51: Top plate 52: Side wall plate 55: Reinforced concrete floor slab 56: Rebar X : In-plane direction Y: Out-of-plane direction

Claims

A concrete reinforcement structure to prevent damage due to the action of external force,
A core portion formed by drilling concrete, and an expanding material filled in the core portion,
The expansion material is expanded after being filled in the core portion, and the concrete around the core portion is pressed, whereby a compressive force is applied to the concrete around the core portion. Yes,
The concrete reinforcing structure characterized in that only the expansion material is filled in the core portion.

Concrete reinforcement method to prevent damage by the action of external force,
A core portion formed by drilling concrete, a filling step of filling only expandable material,
Inflating the expandable material filled in the core section, the concrete around the core portion be to press the expansion member, the expansion step to while applying a compressive force to the concrete surrounding the core portion Concrete reinforcement method characterized by providing