JP7142869B1 - Inorganic material construction method - Google Patents
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Abstract
【課題】打ち継ぎ面に飽和状態未満であっても、簡易かつ早期に施工することを可能とした無機材料の施工方法を提案すること。【解決手段】無機材料の施工方法は、既存コンクリート部材に繊維補強セメント複合材料を打ち継ぐ無機材料の施工方法であって、前記既存コンクリート部材の表面に設けられている舗装を切削して前記既存コンクリート部材の打ち継ぎ面を露出させる切削工程S11と、前記打ち継ぎ面に水を飽和状態未満となるように散水する散水工程S12と、散水した前記打ち継ぎ面に接着材を用いることなく繊維補強セメント複合材料を直接打設する打設工程S13と、を含む。【選択図】図1An object of the present invention is to propose an inorganic material construction method that enables simple and early construction even if the joint surface is less than saturated. SOLUTION: The inorganic material construction method is a method of constructing an inorganic material in which a fiber-reinforced cement composite material is spliced onto an existing concrete member, and the pavement provided on the surface of the existing concrete member is cut to cut the existing concrete member. A cutting step S11 for exposing the joint surface of the concrete member, a watering step S12 for spraying water on the joint surface so that the joint surface is less than saturated, and a fiber reinforcement without using an adhesive on the sprinkling joint surface. and a placing step S13 of directly placing the cement composite material. [Selection drawing] Fig. 1
Description
本発明は、既存のコンクリート部材に打ち継ぐ無機材料の施工方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of applying an inorganic material to an existing concrete member.
超高強度繊維補強コンクリート(Ultra High Strength Fiber Reinforced Concrete:UFC)は、水結合材比が低く、また、繊維を含んでいるため、一般的に施工管理が難しい。そのため、超高強度繊維補強コンクリートは、工場生産等によるプレキャスト部材に使用されるのが一般的であったが、緻密で高い強度を発現することから、既設コンクリート構造物の補修や増設等に適用することが検討されている。 Ultra High Strength Fiber Reinforced Concrete (UFC) has a low water-to-binder ratio and contains fibers, so construction management is generally difficult. For this reason, ultra-high-strength fiber-reinforced concrete was generally used for factory-produced precast members. is being considered.
なお、特許文献1には、既存のコンクリート部材の表面にエポキシ樹脂系の接着剤を塗布した後、この接着剤の上面に繊維補強セメント複合材料を打設する施工方法が開示されている。しかし、この施工方法によれば、接着剤をコンクリートの表面に塗布あるいは吹付ける際には、コンクリート表面が乾燥している必要があり、コンクリート部材の一部をウォータージェットによりはつり取った後に補修材を打設する場合には、コンクリート部材の表面が乾燥するまで、接着剤を塗布することができない。
そのため、従来、特許文献2に記載されているような施工方法が提案されている。この施工方法では、既存コンクリート部材の打ち継ぎ面に水を飽和させ、繊維補強セメント複合材料を直接打設することを行っている。
Therefore, conventionally, a construction method as described in
既存のコンクリート部材の打ち継ぎ面に水を飽和させる施工方法では、特に、温度の高い季節において、打ち継ぎ面が乾燥しないように散水する必要がある。また、散水する場合には、打ち継ぎ面に水が飽和している必要があり、大きな面積の打ち継ぎ面に水を飽和させるためには、大量の水が必要となっている。このような観点からさらなる改善が求められていた。 In the existing method of saturating the pouring surface of concrete members with water, it is necessary to sprinkle water to prevent the pouring surface from drying out, especially in hot seasons. Moreover, when water is sprinkled, the joint surface must be saturated with water, and a large amount of water is required to saturate the joint surface of a large area with water. From such a point of view, further improvement has been demanded.
本発明は、打ち継ぎ面に飽和状態未満であっても、散水する水の量に係わらず、簡易かつ早期に施工することを可能とした無機材料の施工方法を提案することを課題とする。 An object of the present invention is to propose an inorganic material construction method that enables simple and early construction regardless of the amount of water to be sprinkled, even if the joint surface is less than saturated.
前記課題を解決するための本発明は、既存コンクリート部材に繊維補強セメント複合材料を打ち継ぐ無機材料の施工方法であって、前記既存コンクリート部材の表面に設けられている舗装を切削して前記既存コンクリート部材の打ち継ぎ面を露出させる切削工程と、前記打ち継ぎ面に水を飽和状態未満となるように散水する散水工程と、散水した前記打ち継ぎ面に接着材を用いることなく繊維補強セメント複合材料を直接打設する打設工程と、を含むこととした。 The present invention for solving the above-mentioned problems is a method for applying an inorganic material for joining a fiber-reinforced cement composite material to an existing concrete member, wherein the pavement provided on the surface of the existing concrete member is cut and the existing A cutting step of exposing the joint surface of the concrete member, a watering step of spraying water on the joint surface so that the joint surface is less than saturated, and a fiber-reinforced cement composite without using an adhesive on the joint surface that has been sprayed with water. and a casting step of directly casting the material.
さらに、前記無機材料の施工方法では、前記切削工程の後で、前記散水工程の前に前記打ち継ぎ面に複数の凸部及び凹部を備える凹凸を形成する凹凸形成工程と、を含み、前記打設工程は、凹凸を形成して散水した打ち継ぎ面に前記繊維補強セメント複合材料を直接打設することとした。 Further, the method for applying an inorganic material includes, after the cutting step and before the watering step, an unevenness forming step of forming an unevenness having a plurality of convex portions and concave portions on the joint surface. In the setting step, the fiber-reinforced cement composite material was directly placed on the joint surface on which irregularities were formed and water was sprinkled .
かかる無機材料の施工方法によれば、打ち継ぎ面が飽和状態未満であれば、水の散布の状態に関わりなく、繊維補強セメント複合材料が打ち継ぎ面に接着して接着強度を維持することができる状態となる。これは繊維補強セメント複合材料が水和反応に資するための水分が既存のコンクリート部材に吸収されることが少なく、繊維補強セメント複合材料に含まれている水分により、既存コンクリート部材の表面と水和反応が促進され、緻密で高強度な硬化体となり、ひいては、劣化因子の遮断性に優れた硬化体となる。そして、無機材料の施工方法によれば、特に、打設される繊維補強セメント複合材料との接触面積が大きくなる凹凸を打ち継ぎ面に形成することで、接着強度を確実に確保することができ、さらに、打ち継ぎ面が飽和状態未満であれば、水分状態を判断する必要がないので、工期短縮化および費用の低減化を図ることができる。 According to this inorganic material construction method, if the joint surface is less than saturated, the fiber-reinforced cement composite material adheres to the joint surface and maintains the adhesive strength regardless of the state of water spraying. be able to do so. This is because the moisture contained in the fiber-reinforced cement composite material is less likely to be absorbed by the existing concrete member, and the moisture contained in the fiber-reinforced cement composite material prevents the surface of the existing concrete member from being hydrated. The reaction is accelerated, resulting in a dense, high-strength cured body, and in turn, a cured body with excellent blocking properties against deterioration factors. In addition, according to the construction method of the inorganic material, it is possible to reliably secure the adhesive strength by forming unevenness on the joint surface that increases the contact area with the fiber reinforced cement composite material to be placed. Furthermore, if the spliced surface is less than saturated, there is no need to judge the moisture state, so it is possible to shorten the construction period and reduce the cost.
なお、「繊維補強セメント複合材料」には、例えば、J-THIFCOM(登録商標)、サクセム(登録商標)、ダクタル(登録商標)、スリムクリート(登録商標)等のいわゆる超高強度繊維補強コンクリート(UFC)や高強度繊維補強モルタル等を使用すればよい。また、打ち継ぎ面に形成する複数の凸部及び凹部を備える凹凸は、凸部がセメントペースト及び細骨材から隆起する一部の粗骨材および細骨材により形成され、凹部が隆起した粗骨材及び細骨材を除く、他の粗骨材、細骨材及びセメントペーストにより形成されている。さらに、凹凸形成工程は、ウォータージェットにより凹凸を形成してもよく、その際に、ウォータージェットの吐出圧力を70MPa以上270MPa以下の範囲で行うことが好ましい。 In addition, the "fiber reinforced cement composite material" includes, for example, so-called ultra-high strength fiber reinforced concrete ( UFC) or high-strength fiber-reinforced mortar may be used. In addition, the unevenness having a plurality of protrusions and recesses formed on the joint surface is formed by a part of coarse aggregate and fine aggregate in which the protrusions are raised from the cement paste and fine aggregate, and the recesses are raised coarse aggregates. Except aggregate and fine aggregate, it is formed by other coarse aggregate, fine aggregate and cement paste. Further, in the unevenness forming step, the unevenness may be formed by a water jet, and in this case, it is preferable to perform the water jet discharge pressure within a range of 70 MPa or more and 270 MPa or less.
また、打設工程では、打ち継ぎ面の一端側から他端側に向かって繊維補強セメント複合材料を複数回流し込み、打ち継ぎ面の全体を覆い、その後、打ち継ぎ面の全体を覆った繊維補強セメント複合材料を養生することとしてもよい。また、打設工程では、打ち継ぎ面の一端側から他端側に向かって枠体により区画しながら繊維補強セメント複合材料を区画した領域ごとに流し込み、打ち継ぎ面の全体を覆った後に、打ち継ぎ面の全体を一度に養生するようにしてもよい。 In the placing process, the fiber reinforced cement composite material is poured multiple times from one end side to the other end side of the joint surface to cover the entire joint surface, and then the fiber reinforcement covering the entire joint surface. It is good also as curing a cement composite material. In the placing step, the fiber-reinforced cement composite material is poured into each partitioned area while partitioning the joint surface from one end side to the other end side of the joint surface, and after covering the entire joint surface, You may make it cure the whole joint surface at once.
本発明の無機材料の施工方法によれば、打ち継ぎ面に散水される水の飽和状態未満の水分率あるいは水分量であればよく、簡易かつ早期に既存コンクリート部材に繊維補強セメント複合材料を、接着強度を維持するように打ち継ぐことができる。特に、打ち継ぎ面に凹凸を形成することで、飽和状態未満の散水状態であっても、散水する水の量に係わらず、繊維補強セメント複合材料との接触面積が増加することで接着強度をより確実に向上させることができる。 According to the inorganic material construction method of the present invention, the moisture content or moisture content of the water sprayed on the joint surface may be less than the saturated state, and the fiber reinforced cement composite material can be easily and quickly applied to the existing concrete member. It can be spliced so as to maintain adhesive strength. In particular, by forming unevenness on the joint surface, the contact area with the fiber-reinforced cement composite material increases, regardless of the amount of water sprinkled, even when the water is less than saturated. can be improved more reliably.
本発明の実施形態では、既設のコンクリート床版の補修工事において、繊維補強セメント複合材料(無機材料)の硬化体によってコンクリート床版の表面を被覆することで、コンクリート床版への水、空気、塩等の劣化因子の浸透を抑制する場合について説明する。
本実施形態の無機材料の施工方法は、図1に示すように、切削工程S11、散水工程S12、打設工程S13を含み、打設工程S13の後に、養生工程S14を行うこととして説明する。
In the embodiment of the present invention, in the repair work of an existing concrete floor slab, the surface of the concrete slab is coated with a hardened fiber-reinforced cement composite material (inorganic material), thereby preventing water, air, A case of suppressing permeation of deterioration factors such as salt will be described.
As shown in FIG. 1, the inorganic material construction method of the present embodiment includes a cutting step S11, a watering step S12, and a placing step S13. After the placing step S13, a curing step S14 is performed.
ここで、本実施形態で使用する繊維補強セメント複合材料には、少なくとも、セメント、石灰石フィラー、シリカフュームからなる材料に補強用繊維、細骨材、減水剤、収縮低減剤、消泡剤および水を混練して生成された超高強度繊維補強コンクリートを使用するものとする。本実施形態では、このような超高強度繊維補強コンクリートとして、J-THIFCOM(登録商標)を使用する。なお、繊維補強セメント複合材料に添加する材料は、前記のものに限定されない。 Here, the fiber-reinforced cement composite material used in the present embodiment includes at least a material consisting of cement, limestone filler, and silica fume to which reinforcing fibers, fine aggregate, water reducing agent, shrinkage reducing agent, antifoaming agent, and water are added. Ultra-high-strength fiber-reinforced concrete produced by kneading shall be used. In this embodiment, J-THIFCOM (registered trademark) is used as such ultra-high-strength fiber-reinforced concrete. Materials to be added to the fiber-reinforced cement composite material are not limited to those mentioned above.
なお、繊維補強セメント複合材料には、J-THIFCOM(登録商標)の他、サクセム(登録商標)、ダクタル(登録商標)、スリムクリート(登録商標)等のいわゆる超高強度繊維補強コンクリート(UFC)が使用できる。
本実施形態では、既設のコンクリート床版の補修工事に使用する補修材として、超高強度繊維補強コンクリート(UFC)を採用するが、補修材は、床版としての十分な強度を有し、かつ、水や空気等の劣化因子が遮断可能な緻密性を有し、なおかつ、ひび割れ等の破損が生じることがない耐力を有した繊維補強セメント複合材料であれば限定されるものではない。
In addition to J-THIFCOM (registered trademark), fiber-reinforced cement composite materials include so-called ultra-high-strength fiber-reinforced concrete (UFC) such as Succem (registered trademark), Ductal (registered trademark), and Slimcrete (registered trademark). can be used.
In this embodiment, ultra-high-strength fiber reinforced concrete (UFC) is used as a repair material for repairing existing concrete floor slabs. The repair material has sufficient strength as a floor slab, and is However, the fiber-reinforced cement composite material is not limited as long as it has a denseness that can block degrading factors such as water and air and has a yield strength that does not cause damage such as cracks.
セメントには、普通ポルトランドセメントを使用する。なお、セメントは、普通ポルトランドセメントに限定されるものではない。例えば、早期の強度発現を求める場合には、早強ポルトランドセメントまたは超早強ポルトランドセメントを使用することができる。本実施形態では、混合体(超高強度繊維補強コンクリート7)1m3当たり300~450Lの範囲内、好ましくは330~400Lの範囲内でセメントを添加する。セメントの添加量が、混合体1m3当たり300L未満の場合は、十分な劣化因子の遮断性能を確保できなくなるおそれがある。また、混合体1m3当たり450Lを超えると、流動性を確保できなくなるおそれがある。 Ordinary Portland cement is used for cement. The cement is not limited to ordinary Portland cement. For example, if early strength development is desired, high early strength Portland cement or ultra high early strength Portland cement can be used. In this embodiment, cement is added in the range of 300 to 450 L, preferably in the range of 330 to 400 L, per 1 m 3 of the mixture (ultra-high strength fiber reinforced concrete 7). If the amount of cement added is less than 300 L per 1 m 3 of the mixture, it may not be possible to ensure sufficient blocking performance against deterioration factors. Moreover, if the amount exceeds 450 L per 1 m 3 of the mixture, there is a possibility that fluidity cannot be ensured.
石灰石フィラーには、密度が2.7~3.0g/cm3程度で、CaCo3(炭酸カルシュム)成分が95%以上の石灰石粉末を使用する。石灰石フィラーは、混合体1m3当たり100~200Lの範囲内、好ましくは120~180Lの範囲内で添加する。石灰石粉末は形状が良好であり、セメントペーストの流動性を改善する効果がある。なお、石灰石フィラーの添加量が、混合体1m3当たり100L未満の場合は、打設時の適度な流動性を確保できないおそれがある。また、石灰石フィラーの添加量が、混合体1m3当たり200Lを超えると、十分な劣化因子の遮断性能を確保できなくなるおそれがある。 Limestone powder having a density of about 2.7 to 3.0 g/cm 3 and a CaCo 3 (calcium carbonate) content of 95% or more is used as the limestone filler. Limestone filler is added in the range of 100 to 200 L, preferably in the range of 120 to 180 L, per cubic meter of mixture. Limestone powder has a good shape and is effective in improving the fluidity of the cement paste. If the amount of limestone filler added is less than 100 L per 1 m 3 of the mixture, it may not be possible to ensure adequate fluidity during placement. Further, if the amount of limestone filler added exceeds 200 L per 1 m 3 of the mixture, there is a risk that sufficient blocking performance against deterioration factors cannot be ensured.
シリカフュームには、直径0.1~0.2μm程度のガラス質シリカ球状の超微粒子粉末を使用する。シリカフュームは、コンクリートの強度と耐久性の向上に寄与し、低水粉体比のコントロールにより、コンクリートの施工(混練時)の改善に有効である。シリカフュームは、混合体1m3当たり30~80Lの範囲内、好ましくは40~60Lの範囲内で添加する。シリカフュームの添加量が、混合体1m3当たり30L未満だと、粘性および材料分離抵抗性が低下し、所定の流動性が確保できなくなる。また、シリカフュームの添加量が、混合体1m3当たり80Lを超えると、混合体の化学組成バランスや粒度分布のバランスが崩れ、十分な劣化因子の遮断性能を確保できなくなる恐れがある。 As the silica fume, vitreous silica spherical ultrafine particles having a diameter of about 0.1 to 0.2 μm are used. Silica fume contributes to improving the strength and durability of concrete, and is effective in improving concrete construction (during kneading) by controlling the low water-to-powder ratio. Silica fume is added in the range of 30 to 80 L, preferably in the range of 40 to 60 L, per cubic meter of mixture. If the amount of silica fume to be added is less than 30 L per 1 m 3 of the mixture, the viscosity and material separation resistance are lowered, and the desired fluidity cannot be secured. Further, if the amount of silica fume added exceeds 80 L per 1 m 3 of the mixture, the balance of the chemical composition and the particle size distribution of the mixture will be lost, and there is a risk that sufficient blocking performance against deterioration factors cannot be ensured.
補強用繊維には、直径0.15~0.3mmで長さが6~25mmの繊維を用いる。この場合の繊維は、金属製あるいは有機系繊維のいずれか一方、または、これらを組み合わせたものを使用すればよい。有機系繊維としては、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、炭素繊維などがある。
補強用繊維は、混合体の容積率で1~6%の範囲で加える。補強用繊維の容積率が1%未満だと繊維の補強効果が減少し、十分な劣化因子の遮断性能が得られない恐れがある。また、補強用繊維の容積率が6%より大きいと、コンクリートの流動性が低下する恐れがあるとともに補強用繊維を均等に分散させることができなくなる恐れがある。繊維の単位量はひずみ硬化特性が低下しない範囲で混合体1m3当たり、好ましくは75~315kg/m3、より好ましくは150~240kg/m3である。
Fibers having a diameter of 0.15 to 0.3 mm and a length of 6 to 25 mm are used as reinforcing fibers. The fibers in this case may be either metallic or organic fibers, or a combination thereof. Organic fibers include vinylon fibers, polypropylene fibers, and carbon fibers.
The reinforcing fibers are added in the range of 1 to 6% by volume of the mixture. If the volume ratio of the reinforcing fiber is less than 1%, the reinforcing effect of the fiber is reduced, and there is a possibility that sufficient blocking performance against deterioration factors cannot be obtained. On the other hand, if the volume ratio of the reinforcing fibers is more than 6%, the fluidity of the concrete may decrease and the reinforcing fibers may not be evenly distributed. The unit amount of the fiber is preferably 75 to 315 kg/m 3 , more preferably 150 to 240 kg/m 3 per 1 m 3 of the mixture as long as the strain hardening property is not deteriorated.
細骨材には、粒径0.05~0.3mmの金属製細骨材(例えば、鉄粉)あるいは珪砂を用いる。なお、補強用繊維と細骨材を組み合わせることで練り混ぜ中の繊維の分散向上とファイバーボールを発生させないためのミキサー内全体の材料に対する比重の安定化に貢献する。細骨材の混入量はひずみ硬化特性が低下しない範囲で混合体1m3当たり、好ましくは75~315kg/m3、より好ましくは150~240kg/m3である。珪砂の場合の混入量は混合体1m3当たり、好ましくは25~110kg/m3、より好ましくは50~85kg/m3である。 As the fine aggregate, metal fine aggregate (for example, iron powder) or silica sand having a particle size of 0.05 to 0.3 mm is used. The combination of reinforcing fibers and fine aggregate contributes to improving the dispersion of fibers during mixing and stabilizing the specific gravity of the entire material in the mixer to prevent the generation of fiber balls. The amount of fine aggregate mixed is preferably 75 to 315 kg/m 3 , more preferably 150 to 240 kg/m 3 per 1 m 3 of the mixture as long as the strain hardening property is not lowered. In the case of silica sand, the mixing amount is preferably 25 to 110 kg/m 3 , more preferably 50 to 85 kg/m 3 per 1 m 3 of the mixture.
減水剤には、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、メラニン系、ポリカルボン酸系、AE減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤を用いることができる。減水剤の配合量は、モルタルの流動性、分離抵抗性、硬化後の強度および緻密性を考慮して、混合体1m3当たり、好ましくは21~48kg/m3、より好ましくは25~40kg/m3である。 As water reducing agents, lignin-based, naphthalenesulfonic acid-based, melanin-based, polycarboxylic acid-based, AE water reducing agents, high performance water reducing agents, and high performance AE water reducing agents can be used. The amount of water reducing agent to be blended is preferably 21 to 48 kg/m 3 , more preferably 25 to 40 kg/m 3 of the mixture, in consideration of fluidity, separation resistance, strength and density after hardening of the mortar. m3 .
収縮低減剤には、化学式R1O(A1O)mHで示される化合物を主成分とするものを用いる。化学式中R1は、水素又は炭素数1~6の直鎖もしくは分岐のアルキル基である。収縮低減剤の添加量は、モルタルの作業性、分離抵抗性、硬化後の強度やクラックの抵抗性を考慮して、混合体1m3当たり25~45kg/m3、より好ましくは30~40kg/m3である。 As the shrinkage reducing agent, one containing a compound represented by the chemical formula R 1 O(A 1 O)mH as a main component is used. In the chemical formula, R 1 is hydrogen or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The amount of the shrinkage reducing agent to be added is 25 to 45 kg/m 3 of the mixture, more preferably 30 to 40 kg/m 3 in consideration of workability of the mortar, separation resistance, strength after curing and crack resistance. m3 .
消包剤には、リン酸エステル系、シリコン系、ポリアルキレングリコール系、ポリオキシアルキレン系等が挙げられる。消包材は、混合体1m3当たりの添加量が、好ましくは7~16kg/m3より好ましくは8~12kg/m3である。 Examples of antipacking agents include phosphate-based, silicone-based, polyalkylene glycol-based, and polyoxyalkylene-based agents. The anti-packing material is added in an amount of preferably 7 to 16 kg/m 3 and more preferably 8 to 12 kg/m 3 per 1 m 3 of the mixture.
水/結合材比は、モルタルの流動性や分離抵抗性、硬化後の強度や耐久性から10~20質量%が好ましく、より好ましくは13~19質量%とする。なお、水/結合材比が10質量%未満だと混練出来ないおそれがある。一方、水/結合材比が20質量%を超えると、十分な劣化因子の遮断性能を確保できないおそれがある。
本実施形態の混合体には、必要に応じて、膨張材・凝結促進剤、凝結遅延剤、増粘剤、合成樹脂粉末、ポリマーエマルジョン、ポリマーディスパージョン等を添加してもよい。
The water/binder ratio is preferably from 10 to 20% by mass, more preferably from 13 to 19% by mass, in view of the fluidity and separation resistance of the mortar, and the strength and durability after curing. If the water/binder ratio is less than 10% by mass, kneading may not be possible. On the other hand, if the water/binder ratio exceeds 20% by mass, there is a risk that sufficient blocking performance against deterioration factors cannot be ensured.
To the mixture of this embodiment, an expanding agent/setting accelerator, setting retarder, thickening agent, synthetic resin powder, polymer emulsion, polymer dispersion, etc. may be added, if necessary.
続いて、無機材料の施工方法につて、各工程を下記に示すように具体的に説明する。
切削工程S11は、図2(a)および図2(b)に示すように、コンクリート床版(既存コンクリート部材)1の表面を切削する工程である。
コンクリート床版1の表面には、舗装2が敷設されている。なお、本実施形態の舗装2は、表層2aと基層2bとにより構成されているが、舗装構成はこれに限定されない。
Next, each step of the inorganic material application method will be specifically described as follows.
The cutting step S11 is a step of cutting the surface of the concrete floor slab (existing concrete member) 1, as shown in FIGS. 2(a) and 2(b).
A
切削工程S11では、路面切削機RBを用いて舗装2の部分を切削する。路面切削機RBは、一例として、路面を切削する切削機構と、切削機構で切削した舗装切削片を搬出するトラックなどの搬送車両TRに送る切削片送出機構と、路上を走行するクローラあるいはホイール等の走行機構とを備えている。この路面切削機RBは、既存のものを使用することができる。
なお、切削工程S11では、路面切削機RBを使用して舗装2の大部分を切削した後に、コンクリート床版1の表面の一部に路面切削機RBで切削しきれなかった舗装2の一部等が残る場合がある。そのような残りの舗装2の一部や、防水、タックコート等は、チッピング等により取り除かれることが好ましい。
In the cutting step S11, the road surface milling machine RB is used to cut the
In the cutting step S11, after most of the
切削工程S11に続いて、散水工程S12を行う。
図3に示すように、散水工程S12は、切削されて露出する打ち継ぎ面11に水を散水する工程である。この散水工程S12では、打ち継ぎ面11に、例えば、ポンプ車31を介して送水管32から打ち継ぎ面11に散水する。散水工程S12で散水する水の量は、例えば、既存のコンクリート床版1が飽和状態未満となるようにする。散水工程S12で飽和状態未満とすることで水を大量に使用しなくて済むことになる。つまり、散水工程S12では、飽和状態未満の量として、湿潤状態となる量、湿潤状態未満となる量、表面乾燥状態となる量のいずれであっても構わない。
Following the cutting step S11, the watering step S12 is performed.
As shown in FIG. 3, the water spraying step S12 is a step of spraying water on the
なお、打ち継ぎ面11に散水されることで、次工程で打設される超高強度繊維補強コンクリート7と打ち継ぎ面11との接続を確実に行うことができる。つまり、既存のコンクリート床版1に散水することで、コンクリート床版1における水の吸収を抑制でき、打設したときの超高強度繊維補強コンクリート7に含まれる水分を十分維持することが可能となる。
By sprinkling water on the
また、散水工程S12では、飽和状態未満となる、湿潤状態、湿潤状態未満のいずれの状態であっても、打ち継ぎ面11が均等な散水状態であることが好ましい。また、打ち継ぎ面11の水分率として、飽和状態、湿潤状態、湿潤状態未満とは、例えば、一般社団法人日本建設機械施工協会の榎園正義・谷倉泉が建設機械施工Vol.65 No.8 August2013で発表している「コンクリート床版表面の水分管理に適した水分計の開発」に記載されている測定方法で示される測定結果を示すカウント値において137~520以下のカウント値で示す範囲となる。
Moreover, in the water spraying step S12, it is preferable that the
前記した測定結果をカウント値で示す場合、絶乾状態は10~55カウント、乾燥状態は60~132カウント、表面乾燥状態は、137~230カウント、湿潤状態は、235~520カウント、帯水状態(飽和状態)は521~744カウント(744以上)となる。したがって、本実施形態においては、散水工程S12における散水状態をカウント値で示す場合には、137~520カウントの範囲の値である。 When the above measurement results are indicated by count values, the absolute dry state is 10 to 55 counts, the dry state is 60 to 132 counts, the surface dry state is 137 to 230 counts, the wet state is 235 to 520 counts, and the watered state. (saturated state) is 521 to 744 counts (744 or more). Therefore, in this embodiment, when the watering state in the watering step S12 is indicated by a count value, the value is in the range of 137 to 520 counts.
ここで測定されたカウント値は、前記した論文に記載されているように、電気抵抗式水分計が使用されている。ここで使用されている電気抵抗式水分計は、上記した論文にも記載されている通り、測定するコンクリート面の凹凸の影響を受けにくい測定装置であり、測定するコンクリート表面の含水率を定量的に把握できる。なお、電気抵抗式水分計の一例として、株式会社ケット化学研究所の「道路橋床版水分計HI‐100」を使用することができる。ちなみに、高周波容量式水分計での水分量では、表面乾燥状態が2.7%前後となり飽和状態(帯水状態)では10.4%以上となる。また、湿潤状態では、4.7~10.4%である。 The count value measured here is obtained by using an electric resistance moisture meter as described in the paper mentioned above. The electrical resistance moisture meter used here, as described in the above paper, is a measuring device that is not easily affected by the unevenness of the concrete surface to be measured, and quantitatively measures the moisture content of the concrete surface to be measured. can be grasped. As an example of the electric resistance moisture meter, "Road Bridge Floor Moisture Meter HI-100" manufactured by Kett Chemical Laboratory Co., Ltd. can be used. By the way, the water content in the high-frequency capacitive moisture meter is about 2.7% in the dry surface state and 10.4% or more in the saturated state (watery state). In the wet state, it is 4.7-10.4%.
散水工程S13の次に、図4乃至図6(a)~(c)に示すように、打設工程S13が行われる。なお、図4では、説明を分かりやすくするために、各構成の一部をデフォルメして示している。
打設工程S13で打設する超高強度繊維補強コンクリートは、打設するタイミングに合わせて現場にて製造することが好ましい。本実施形態では、施工現場の作業ヤード内に設置したミキサーM(図5参照)を利用して超高強度繊維補強コンクリート7を製造する。
ミキサーMの種類は限定されるものではないが、縦軸、横軸回転の機構を持ち、定格200~400Vで、回転数45~55ppm/minのものを使用するのが望ましい。本実施形態のミキサーMは、図5に示すように、側壁ブレードB1が1本、床ブレードB2が2本および棒状ブレードB3を4本有している。側壁ブレードB1、床ブレードB2および棒状ブレードB3は、ミキサーMの中心部に設けられた縦軸を中心に回転(公転)する。さらに、4本の棒状ブレードB3は、棒状ブレードB3同士の中心部に設けられた縦軸を中心に回転(自転)する。
After the watering step S13, the placing step S13 is performed as shown in FIGS. 4 to 6(a) to (c). In addition, in FIG. 4, in order to make the description easier to understand, a part of each configuration is deformed.
The ultra-high-strength fiber-reinforced concrete to be placed in the placing step S13 is preferably produced on-site according to the timing of placing. In this embodiment, the ultra-high-strength fiber-reinforced
Although the type of mixer M is not limited, it is desirable to use one that has vertical and horizontal axis rotation mechanisms, a rated voltage of 200 to 400 V, and a rotation speed of 45 to 55 ppm/min. As shown in FIG. 5, the mixer M of this embodiment has one side wall blade B1, two floor blades B2, and four bar blades B3. The side wall blades B1, the floor blades B2, and the rod-like blades B3 rotate (revolve) around a vertical axis provided at the center of the mixer M. Further, the four rod-shaped blades B3 rotate (rotate) around a vertical axis provided at the center of the rod-shaped blades B3.
超高強度繊維補強コンクリートは、まず、水、減水剤等の液状混和剤および補強用繊維を除いた材料を2分間混練する(空練り)。次に、水および液状混和剤を加えて5分から20分間混練する(本練り)。続いて、補強用繊維を加えて2分間混練して、超高強度繊維補強コンクリートを製造する。なお、超高強度繊維補強コンクリートの製造方法(手順は、これに限定されない。 Ultra-high-strength fiber-reinforced concrete is first kneaded for 2 minutes (empty kneading), excluding water, a liquid admixture such as a water reducing agent, and reinforcing fibers. Next, water and a liquid admixture are added and kneaded for 5 to 20 minutes (main kneading). Subsequently, reinforcing fibers are added and kneaded for 2 minutes to produce ultra-high-strength fiber-reinforced concrete. In addition, the method for manufacturing ultra-high strength fiber reinforced concrete (procedure is not limited to this.
打設工程S13は、図4及び図6(a)~(c)に示すように、打ち継ぎ面11に超高強度繊維補強コンクリート7を打設する工程である。
打設工程S13では、特に打ち継ぎ面11に飽和状態未満となる散水状態において水分率の状態にかかわらず打設作業を行っている。そのため、飽和状態未満で散水した後の打ち継ぎ面11に打設工程S13を直接行っている。
超高強度繊維補強コンクリート7は、打ち継ぎ面11の一端側から他端側に向かって打設する。本実施形態では、ミキサーによって製造された超高強度繊維補強コンクリート7を、ホイール式トラクターショベル等の建設搬送機械Sにより打設箇所まで搬送した後、打ち継ぎ面の一端側に流し込む(図4、図6(a)参照)。
The placing step S13 is a step of placing the ultra-high-strength fiber-reinforced
In the placing step S13, the placing work is carried out regardless of the state of the moisture content, particularly in a state where the
The ultra-high-strength fiber-reinforced
打ち継ぎ面11の一端側に超高強度繊維補強コンクリート7が流し込まれると、超高強度繊維補強コンクリート7は打ち継ぎ面11に沿って広がるように流動する。このとき、超高強度繊維補強コンクリート7は、打ち継ぎ面11において一部で、打設する高さよりも高くなるように打ち継ぎ面11に流し込む。そして、フィニッシャF等により設定された高さになるように均される(図6(b)参照)。打設工程S13では、超高強度繊維補強コンクリート7を打ち継ぎ面11の一端側から他端側に向かって建設搬送機械Sにより搬送して流し込み、さらに、フィニッシャFにより均す作業を繰り返し行う。打設工程S13は、このような作業を行うことで、打ち継ぎ面11の全体に超高強度繊維補強コンクリート7を打設する。なお、ここでは、フィニッシャFを用いて超高強度繊維補強コンクリート7を打設することとして説明したが、超高強度繊維補強コンクリート7は、流動性および自己充填性を有しているため、打ち継ぎ面11内に流し込むことで、自然に均等に敷き均されるようにして打設することとしても構わない。
When the ultra-high-strength fiber-reinforced
養生工程S14は、コンクリート床版1上に打設された超高強度繊維補強コンクリート7の養生を行う工程である。
超高強度繊維補強コンクリート7の養生はいわゆる普通養生にて行う。なお、養生工程S14では、天候や外気の気温等に応じてシートを被せる等して、表面の保護を行ってもよい。
なお、養生工程S14を行った後には、図6(c)に示すように、打設した超高強度繊維補強コンクリート7の表面に舗装2を設置するための接着剤を設けた上で、アスファルト等の舗装2を設置する作業を行う。
The curing step S14 is a step of curing the ultra-high-strength fiber-reinforced
Curing of the ultra-high-strength fiber-reinforced
After performing the curing step S14, as shown in FIG. Work to install the
本実施形態の無機材料の施工方法によれば、打ち継ぎ面11に水の散布を飽和状態未満で行うので、水の散布量が少なくて済み、打ち継ぎ面に、接着材を用いることなく超高強度繊維補強コンクリート7を直接打設して基準となる既存のコンクリート床版1との接着強度を確保することができる。これは超高強度繊維補強コンクリートの水分が既存のコンクリート床版1に必要以上吸収されることがないため、超高強度繊維補強コンクリートの接着強度を確保することがでる。そのため、超高強度繊維補強コンクリート7は、水和反応を促進し、透気係数が0.001×10-16m2以下の緻密で高強度な硬化体となる。また、超高強度繊維補強コンクリート7は、緻密な硬化体が形成されるため、防水材や遮水材等を表面に設置する必要がない。
According to the inorganic material construction method of the present embodiment, since water is sprayed on the
また、超高強度繊維補強コンクリート7は、補強用繊維の架橋効果によって、ひびわれが防止され、硬化体が高密度かつ高強度になる。そのため、超高強度繊維補強コンクリート7の硬化体は、塩化物イオン浸透深さが、JIS A 1171-2000試験方法で0以下であり、かつ、中性化深さがJIS A 1171-2000試験方法で0以下であり、いわゆる塩害による被害を抑制することができる。
In addition, the ultra-high-strength fiber-reinforced
また、接着材を使用しないことで、打ち継ぎ面11の乾燥に要する手間や時間を省略できるため、接着剤を使用する従来の施工方法や、飽和状態の散水を行う従来の施工方法に比べて工期短縮化および費用の低減化を図ることができる。また、散水工程S12から打設工程S13へ連続して施工することができるため、工期短縮化を図ることができる。
In addition, since no adhesive is used, the labor and time required for drying the
補修材として、超高強度繊維補強コンクリート7を使用しているため、従来の補修材に比べて、硬化体の強度が高く、薄肉化を図ることができる。そのため、橋梁等の上部工の軽量化が可能となり、ひいては、耐震性の向上を図ることができる。
以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
Since the ultra-high-strength fiber-reinforced
The embodiments according to the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and each of the above-described constituent elements can be modified as appropriate without departing from the scope of the present invention.
前記実施形態では、既設構造物の一部を切削(切削工程)した後、超高強度繊維補強コンクリート7を打ち継ぐ場合について説明したが、切削工程は必要に応じて実施すればよい。すなわち、例えば、前もって打設したコンクリート部材(新設構造物)に打ち継ぐ場合には、接合面に飽和状態未満で散水した後に、新設の繊維補強セメント複合材料を打設してもよい。また、既設コンクリート部材の表面に増厚コンクリートを直接打設する場合にも本発明の無機材料の施工方法を採用してもよい。
In the above-described embodiment, a case has been described in which the super-high-strength fiber-reinforced
補修工として本発明の無機材料の施工方法を採用する場合において、補修の対象となる構造物は床版に限定されるものではない。例えば、橋脚を補修する場合に、この無機材料の施工方法を採用してもよい。なお、橋脚を補修する場合には、橋脚の上面に限定されるものではなく、側面等の補修も可能である。なお、本実施形態の超高強度繊維補強コンクリート7は、自己充填性に優れていることが確認されているため、既存コンクリート部材の側面や下面の打設する場合であっても、型枠内に充填することで、接合面に密着させることができる。
In the case of employing the inorganic material construction method of the present invention for repair work, the structure to be repaired is not limited to floor slabs. For example, when repairing a bridge pier, this inorganic material construction method may be adopted. When repairing a pier, repair is not limited to the upper surface of the pier, and repair of the side surface or the like is also possible. In addition, since it has been confirmed that the ultra-high-strength fiber-reinforced
本発明に係る無機材料の施工方法に使用する繊維補強セメント複合材料は、超高強度繊維補強コンクリートに限定されるものではない。例えば、繊維補強セメント複合材料として、繊維補強モルタルを使用してもよい。
また、繊維補強セメント複合材料の配合は、前記実施形態で示した配合に限定されるものではない。
The fiber-reinforced cement composite material used in the inorganic material construction method according to the present invention is not limited to ultra-high-strength fiber-reinforced concrete. For example, fiber reinforced mortar may be used as a fiber reinforced cementitious composite.
Also, the formulation of the fiber-reinforced cement composite material is not limited to the formulation shown in the above embodiment.
次に、本発明に係る無機材料の他の実施形態について図7乃至図10を参照して説明する。この無機材料の実施形態では、切削工程S11の後で、散水工程S12の前に、凹凸形成工程S11Aを行っている。なお、既に説明した工程は、同じ符号を付して適宜説明を省略する。
本実施形態では、切削工程S11において、路面切削機RBによって舗装2を切削・撤去してコンクリート床版1の表面を露出させた後、凹凸形成工程S11Aにより打ち継ぎ面に凹凸14を形成する。
凹凸形成工程S11Aは、露出している打ち継ぎ面に複数の凸部及び凹部を備える凹凸を形成する工程である。この凹凸形成工程S11Aは、一例として、図8(a)に示すように、高圧水(ウォータージェット)を噴射する複数のノズル(図示せず)が下向きに設けられているハツリ機3を使用することができる。既設のコンクリート床版1の表面に残ったアスファルトや防水、タックコート等を除去した上で、凹凸形成工程S11Aでは、既設コンクリートの脆弱部をすべて撤去する。そのために、ハツリ機3により、ウォータージェットを用いて表面を研掃(水を噴射してはつり取りながら表面を掃除する)することで、複数の凸部12及び凹部13を備える凹凸14を有する打ち継ぎ面11を形成している。
Next, another embodiment of the inorganic material according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 10. FIG. In this embodiment of the inorganic material, the unevenness forming step S11A is performed after the cutting step S11 and before the watering step S12. In addition, the same reference numerals are given to the steps already explained, and the explanation thereof will be omitted as appropriate.
In this embodiment, in the cutting step S11, the
The unevenness forming step S11A is a step of forming unevenness having a plurality of convex portions and concave portions on the exposed joint surface. In this unevenness forming step S11A, for example, as shown in FIG. be able to. After removing the asphalt, waterproofing, tack coat, etc. remaining on the surface of the existing
ここでは、一例として、ウォータージェットによりコンクリート床版1の表面を研掃して、図8(b)、図9に示すように、超高強度繊維補強コンクリートの打ち継ぎ面11を露出させて凹凸14を形成している。なお、コンクリート床版1の凹凸形成手段はウォータージェットに限定されるものではない。ハツリ機3による凹凸の形成作業は、ポンプ車31から送水管32を介して圧送された高圧水をノズルからコンクリート床版1に向けて吹付けることにより行う。このとき、ハツリ機3を随時移動させることで、所定の範囲に対して高圧水を噴射して打ち継ぎ面11に複数の凸部12及び凹部13を備える凹凸14を形成する。
Here, as an example, the surface of the
ここで、凹凸形成工程S11Aにおいて、図9に示すように、形成された凸部12は、既存のコンクリート床版1に使用されている粗骨材22、細骨材23がセメントペーストから隆起していることで形成される部分と、セメントペースト21が他のセメントペースト21よりも隆起していることで形成されている部分とによる。
より具体的には、凸部12は、既存のコンクリート床版1の粗骨材22及び細骨材23が、直接、セメントペースト21から露出した状態で隆起して形成される。また、凸部12は、既存のコンクリート床版1の粗骨材22及び細骨材23の一部又は前全部がセメントペースト21で覆われた状態でセメントペースト21から隆起した状態となることで形成される。さらに、凸部12は、既存のコンクリート床版のセメントペースト21の一部が研削され他のセメントペースト21より隆起することで形成される。
凹部13は、隆起した部分のセメントペースト21、粗骨材22及び細骨材23を除き、それ以外のセメントペースト21の表面、セメントペースト21とほぼ同等の底面に露出する粗骨材22の表面及び細骨材23の表面により形成される。
Here, in the unevenness forming step S11A, as shown in FIG. 9, the formed
More specifically, the
The
凹凸14は、凸部12の頂部と凹部13の底部との平均高さが1mm~15mmの範囲であることが好ましい。つまり、複数の凸部12及び凹部13は、既存のコンクリートで使用されている粗骨材22及び細骨材23による凸部12の頂部と、凸部12以外の粗骨材22,細骨材23及びセメントペースト21による凹部13の底部との平均高さが1mm以上で15mm以下であることが望ましい。凹部13の底部から凸部12の頂部までの平均高さが1mm未満では、打設する超高強度繊維補強コンクリート7と既存のコンクリートの打ち継ぎ面11との接着強度が維持されにくくなる可能性がある。また、平均高さが、15mmを超えた場合では、小さく隆起したセメントペースト21の上に粗骨材22あるいは細骨材23が、接触面積が小さい状態で配置される構成が発生することがあり、打ち継ぎ面11に脆弱部分が発生してしまう可能性がある。
そのため、平均高さの下限値は、1mm以上であり、2mm以上であることが好ましく、より好ましくは、3mm以上である。また、平均高さの上限値は、15mm以下であればよい。
It is preferable that the
Therefore, the lower limit of the average height is 1 mm or more, preferably 2 mm or more, and more preferably 3 mm or more. Moreover, the upper limit of the average height may be 15 mm or less.
なお、打ち継ぎ面11において凸部12の頂部と凹部13の底部との平均高さとは、打ち継ぎ面11内において、等間隔離れた所定数の領域で高さを測定した値の平均とする。例えば、打ち継ぎ面11が4m×25mの100m2であったとき、長さ方向となる25mにおいて等間隔の3か所に1m×1mとなる1m2を枠体で囲む測定領域を設ける。そして、その測定領域において、路面粗さの分析方法として示されるJIS D8301の附属書Fに規定された「体積法による舗装面のマクロのきめ深さの測定」を行うことで測定する。ここに規定された測定方法は、サンドパッチ法と呼ばれている。この方法では、路面上に多数の微少なガラスビーズあるいは砂が散布される。ガラスビーズ又は砂は、路面の凹所を埋め尽くすようにして前記した枠体で囲まれた測定領域に拡げられる。測定領域に拡げられたガラスビーズ群あるいは砂の直径及び体積が測定され、この測定値に基づいて測定面の凹凸の高さが測定される。したがって、所定数の測定領域において測定された測定値の平均値を、凸部12の頂部と凹部13の底部との平均高さとすることができる。ここでは、打ち継ぎ面11の3/100の面積を測定領域として測定することで、凸部12の頂部と凹部13の底部との平均高さとしている。
The average height of the tops of the
さらに、ハツリ機3で使用するウォータージェットの吐出圧力は、例えば、70MPa以上270MPa以下の範囲であることが好ましい。吐出圧力が70MPa未満であると所望の凹凸14が形成しにくく、時間が著しくかかる可能性がある。また、吐出圧力が270MPaを超えるとコンクリート床版1の表面を削りすぎる可能性が高い。そのため、ウォータージェットの吐出圧力は、下限値が70MPa以上であり、好ましくは、90MPa以上、さらに好ましくは100MPa以上である。また、ウォータージェットの吐出圧力は、上限値が、270MPa以下であり、好ましくは、260MPa以下であり、さらに好ましくは250MPa以下である。
Furthermore, the discharge pressure of the water jet used in the
凹凸形成工程S11Aで発生した舗装2またはコンクリート床版1の切削物(ガラ)および排水は吸引除去する(図8(a)参照)。本実施形態では、バキューム車4から延設されたバキューム管41の先端から吸引することでガラおよび排水をバキューム車4のタンクに回収する。
ガラの回収に伴い、必要に応じて切削面(打ち継ぎ面11)の表面を清掃することとしてもよい。また、ガラの回収除去は、作業者が箒等の用具により行っても構わない。
The cuttings (scrap) of the
The surface of the cutting surface (the splicing surface 11) may be cleaned as necessary along with the collection of debris. In addition, the debris may be collected and removed by an operator using a tool such as a broom.
凹凸形成工程S11Aが行われ凹凸を備える打ち継ぎ面11に散水工程S12が行われる。この散水工程S12は、すでに説明したようにして行われることになる。なお、凹凸形成工程S11Aにおいてウォータージェットを使用した場合には、凹凸形成工程S11A及び散水工程S12が行われたと同じ効果を得ることができるため、その後、散水工程S12を行うことなく、打設工程S13を行っても構わない。なお、打設工程S13を行う際に、凹凸14を備える打ち継ぎ面11の水分率あるいは水分量の測定(測定工程)を行い、絶乾状態である場合に、散水工程S12を行うこととしてもよい。
打設工程S13は、凹凸14が形成された打ち継ぎ面11に、接着材を用いることなく繊維補強セメント複合材料を直接打設している。打設工程S13は、図10(a)で示すように、凹凸14を備える打ち継ぎ面11に超高強度繊維補強コンクリート7を打ち継ぎ面11の一端側から他端側に向かって打設する。本実施形態では、ミキサーによって製造された超高強度繊維補強コンクリート7を、ホイール式トラクターショベル等の建設搬送機械Sにより打設箇所まで搬送した後、打ち継ぎ面の一端側に流し込む(図4参照)。
After the unevenness forming step S11A is performed, the sprinkling step S12 is performed on the
In the placing step S13, the fiber-reinforced cement composite material is directly placed on the
打ち継ぎ面11の一端側に超高強度繊維補強コンクリート7が流し込まれると、超高強度繊維補強コンクリート7は打ち継ぎ面11に沿って広がるように流動する。超高強度繊維補強コンクリート7は、打ち継ぎ面11において一部で、打設する高さよりも高くなるように打ち継ぎ面11に流し込まれ、フィニッシャF等により設定された高さになるように均される(図10(b)参照)。打設工程S13では、超高強度繊維補強コンクリート7を打ち継ぎ面11の一端側から他端側に向かって建設搬送機械Sにより搬送して流し込み、さらに、フィニッシャFにより均す作業を繰り返し行うことで行われる。
打設工程S13の次に養生工程S14が行われる。養生工程S14は、既に説明した工程と同様に行われる。また、養生工程S14の次に、新しい舗装2が補修した超高強度繊維補強コンクリート7の上に接着材を介して設置される(図10(c)参照)。
When the ultra-high-strength fiber-reinforced
A curing step S14 is performed after the placing step S13. The curing step S14 is performed in the same manner as the steps already described. Further, after the curing step S14, the
本実施形態の無機材料の施工方法によれば、打ち継ぎ面11に設けた凹凸14を介して、超高強度繊維補強コンクリート7を打設して基準となる既存のコンクリート床版1との接着強度を確保することができる。これは打ち継ぎ面11の凹凸14により接触面積が増加することで、超高強度繊維補強コンクリートの接着強度を確保することがでる。そのため、超高強度繊維補強コンクリート7は、水和反応を促進し、透気係数が0.001×10-16m2以下の緻密で高強度な硬化体となる。また、超高強度繊維補強コンクリート7は、緻密な硬化体が形成されるため、防水材や遮水材等を表面に設置する必要がない。
According to the inorganic material construction method of the present embodiment, the ultra-high strength fiber reinforced
また、超高強度繊維補強コンクリート7は、補強用繊維の架橋効果によって、ひびわれが防止され、硬化体が高密度かつ高強度になる。そのため、超高強度繊維補強コンクリート7の硬化体は、塩化物イオン浸透深さが、JIS A 1171-2000試験方法で0以下であり、かつ、中性化深さがJIS A 1171-2000試験方法で0以下であり、いわゆる塩害による被害を抑制することができる。
In addition, the ultra-high-strength fiber-reinforced
また、接着剤を使用する従来の施工方法や、飽和状態の散水を行う従来の施工方法に比べて工期短縮化および費用の低減化を図ることができる。また、凹凸形成工程S11Aから打設工程S13へ連続して施工することができるため、工期短縮化を図ることができる。
補修材として、凹凸を備える打ち継ぎ面に超高強度繊維補強コンクリート7を使用しているため、従来の補修材に比べて、硬化体の強度が高く、薄肉化を図ることができる。そのため、橋梁等の上部工の軽量化が可能となり、ひいては、耐震性の向上を図ることができる。
In addition, it is possible to shorten the construction period and reduce the cost compared to the conventional construction method using an adhesive and the conventional construction method of sprinkling water in a saturated state. In addition, since the step S11A for forming the unevenness can be continuously performed from the step S13 for placing, the construction period can be shortened.
As the repair material, the ultra-high-strength fiber-reinforced
前記実施形態では、既設構造物の一部を切削(切削工程)した後、超高強度繊維補強コンクリート7を打ち継ぐ場合について説明したが、切削工程は必要に応じて実施すればよい。すなわち、例えば、前もって打設したコンクリート部材(新設構造物)に打ち継ぐ場合には、接合面(打ち継ぎ面)に凹凸を形成した状態で、新設の繊維補強セメント複合材料を打設してもよい。また、既設コンクリート部材の表面に増厚コンクリートを、接着材を用いることなく直接打設する場合にも本発明の無機材料の施工方法を採用してもよい。
In the above-described embodiment, a case has been described in which the super-high-strength fiber-reinforced
補修工として本発明の無機材料の施工方法を採用する場合において、補修の対象となる構造物は床版の他、例えば、橋脚を補修する場合に、この無機材料の施工方法を採用してもよい。なお、橋脚を補修する場合には、橋脚の上面に限定されるものではなく、側面等の補修も可能である。なお、本実施形態の超高強度繊維補強コンクリート7は、自己充填性に優れていることが確認されているため、既存コンクリート部材の側面や下面の打設する場合であっても、型枠内に充填することで、接合面に密着させることができる。
In the case of adopting the construction method of the inorganic material of the present invention as a repair work, the structure to be repaired is a floor slab, for example, when repairing a bridge pier, even if this construction method of an inorganic material is adopted. good. When repairing a pier, repair is not limited to the upper surface of the pier, and repair of the side surface or the like is also possible. In addition, since it has been confirmed that the ultra-high-strength fiber-reinforced
本発明の無機材料の施工方法に使用する繊維補強セメント複合材料は、超高強度繊維補強コンクリートに限定されるものではない。例えば、繊維補強セメント複合材料として、繊維補強モルタルを使用してもよい。また、繊維補強セメント複合材料の配合は、前記実施形態で示した配合に限定されるものではない。 The fiber-reinforced cement composite material used in the inorganic material construction method of the present invention is not limited to ultra-high-strength fiber-reinforced concrete. For example, fiber reinforced mortar may be used as a fiber reinforced cementitious composite. Also, the formulation of the fiber-reinforced cement composite material is not limited to the formulation shown in the above embodiment.
次に、無機材料の施工方法について、図11、図12(a)、(b)を参照して、他の実施形態を説明する。
この無機材料の施工方法では、既存コンクリート部材の表面を切削して打ち継ぎ面を露出させると共に、露出した打ち継ぎ面に複数の凸部及び凹部を備える凹凸を形成する凹凸打ち継ぎ面形成工程(凹凸形成工程)S11ABと、凹凸が形成された打ち継ぎ面11に水を飽和状態未満で散水する散水工程S12と、凹凸が形成された打ち継ぎ面に繊維補強セメント複合材料を直接打設する打設工程S13と、を含む。
凹凸打ち継ぎ面形成工程S11ABは、舗装2及び既存のコンクリート床版1の表面を切削してコンクリート床版1の表面を切削して打ち継ぎ面11を露出させ、露出した打ち継ぎ面11に複数の凸部12及び凹部13を備える凹凸14を形成している。この工程S11ABでは、舗装2及びコンクリート床版1の表面を路面切削機RBにより切削することで打ち継ぎ面11に凹凸14を形成した状態で打ち継ぎ面11を露出させている。
Next, another embodiment of the inorganic material application method will be described with reference to FIGS.
In this inorganic material construction method, the surface of the existing concrete member is cut to expose the joint surface, and a concavo-convex joint surface forming step ( Concavo-convex forming step) S11AB, water sprinkling step S12 in which water is sprinkled on the
In the uneven joint surface forming step S11AB, the surface of the
凹凸打ち継ぎ面形成工程S11ABでは、例えば、予備研削作業を予め補修する道路上の一部で行い、舗装2の厚みの確認と既存のコンクリート床版1の切削する厚みを、例えば路面切削機RBに設定する。そして、予備研削作業により確認した舗装2の厚みの設定と既存のコンクリート床版1の切削する厚みの設定とを、路面切削機RBに行う。舗装2の表面から既存のコンクリート床版1の表面を研削する厚みまでを設定した路面切削機RBで研削することで、舗装2及び既存のコンクリート床版1の所定の厚みを切削して打ち継ぎ面11を露出さている。なお、打ち継ぎ面11は、路面切削機RBで研削することで複数の凸部12及び凹部13を備える凹凸14が形成されることになる。この凹凸14は、複数の凸部12及び凹部13を備えている。なお、凹凸14は、複数の凸部12及び凹部13を備えており、既に説明した構成と同じであるのでここでは説明を省略する。
In the concavo-convex joint surface forming step S11AB, for example, preliminary grinding work is performed on a part of the road to be repaired in advance, and the thickness of the
凹凸打ち継ぎ面形成工程S11ABを行った後に、研削したときに散乱する研削物の破片(ガラ)を除去する除去作業を行うことが好ましい(図8(a)参照)。なお、除去作業(除去作業工程)では、ウォータージェットを使用しても構わない。ウォータージェットを使用する場合には、既に説明したように所定範囲の吐出圧で水を吐出することが好ましい。また、除去作業では、ハツリ機3によりウォータージェットを使用することで、路面切削機RBで打ち継ぎ面11に形成した凹凸14を調整して軟弱な部分が残留していた場合には、その軟弱な部分を削除することが可能となる。そして、除去作業では、ハツリ機3を使用しながら、バキューム車4により吐出した水とガラを吸引して除去することが好ましい。
After performing the uneven joint surface forming step S11AB, it is preferable to perform a removing operation for removing fragments (scrap) of the ground material scattered during grinding (see FIG. 8A). A water jet may be used in the removal work (removal work process). When using a water jet, it is preferable to discharge water with a discharge pressure within a predetermined range, as already explained. In addition, in the removal work, by using a water jet with the chipping
凹凸打ち継ぎ面形成工程S11AB、あるいは、凹凸打ち継ぎ面形成工程S11ABと除去作業の工程とが終了した後に、散水工程S12と打設工程S13とが行われる。散水工程S12は、凹凸14を備える打ち継ぎ面11に飽和状態未満となるように水を散水する工程である。また、打設工程S13は、凹凸14を形成した打ち継ぎ面11に超高強度繊維補強コンクリート7を打設する工程である。この散水工程S12及び打設工程S13は、既に説明した工程と同じであるので、ここでは説明を省略する。打設工程S13が行われた後には、養生工程S14が行われる。この養生工程S14もすでに説明した工程と同じであるので、ここでは説明を省略する。養生工程が終了した後に、新たな舗装2が補修した超高強度繊維補強コンクリート7の上に設置される。
After the concavo-convex joint surface forming step S11AB, or the concavo-convex joint surface forming step S11AB and the removing process, the water sprinkling step S12 and the placing step S13 are performed. The water sprinkling step S12 is a step of sprinkling water on the
以上、無機材料の施工方法、他の形態の無機材料の施工方法、応用例を示す無機材料の施工方法について説明したが、各施工工程において、図13(a)、(b)で示すように、型枠5を使用して打設工程S13を行っても構わない。例えば、打ち継ぎ面11の周囲に型枠5を設置する。このとき、型枠5とコンクリート床版1との当接面には隙間が形成されることがないように間詰処理を行うのが望ましい。なお、型枠5に使用する材料は限定されるものではなく、例えば、木板を使用すればよい。また、型枠5を設置する範囲は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。例えば、打設工程において打設される補修材を製造する装置の能力(製造可能な補修材の量)に応じて設定すればよい。
In the above, the construction method of the inorganic material, the construction method of the inorganic material of other forms, and the construction method of the inorganic material showing the application examples have been described. , the
次に、凹凸形成工程S11Aを行わない施工方法においては、型枠5内に散水工程S12により散水を行い、その後、超高強度繊維補強コンクリート7を打設する打設工程S13を行う。すでに説明した(図4参照)施工方法では、ミキサーによって製造された超高強度繊維補強コンクリート7を、ホイール式トラクターショベル等の建設搬送機械Sにより打設箇所まで搬送した後、型枠5内に流し込む(図13(a)参照)。
型枠5内に超高強度繊維補強コンクリート7を流し込むと、超高強度繊維補強コンクリート7は、型枠5内で流動する。超高強度繊維補強コンクリート7は、流動性および自己充填性を有しているため、型枠5内に流し込むことで、型枠5内に均等に敷き均される。
Next, in the construction method that does not perform the unevenness forming step S11A, water is sprinkled in the
When the ultra-high-strength fiber-reinforced
型枠5内に均等に敷き均された超高強度繊維補強コンクリートがある程度形状を保つ程度になったら、型枠5を移動して図13(b)に示すように、初めの型枠5によって打設した超高強度繊維補強コンクリート7に連続するように型枠5配置する。そして、先に打設した超高強度繊維補強コンクリート7に連続するように新に超高強度繊維補強コンクリート7を型枠5内に流し込む。このような型枠5を使用する打設工程を繰り返し行うことで、全ての打ち継ぎ面11に超高強度繊維補強コンクリート7を打設するようにしてもよい。なお、養生工程S14は、全ての打ち継ぎ面11に超高強度繊維補強コンクリート7を打設した後にまとめて行うことが好ましい。
When the ultra-high-strength fiber-reinforced concrete evenly spread in the
また、凹凸形成工程S11Aを行う施工方法では、切削工程S11の後で型枠5を配置する前に凹凸形成工程S11Aを行い、型枠5を設置し、型枠5内に散水した後に、打設工程S13を行うようにする。
In addition, in the construction method in which the unevenness forming step S11A is performed, the unevenness forming step S11A is performed after the cutting step S11 and before placing the
次に、無機材料の施工方法について、超高強度繊維補強コンクリートを使用して既存のコンクリート床版と超高強度繊維補強コンクリートとの接着強度について試験した試験結果を実施例として説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではないことは勿論である。初めに試験条件について以下に説明する。
[A1]300×300×60mm JIS A5371附属書Bに示される普通コンクリート平板を準備する。
[A2]準備した普通コンクリート平板にウォータージェットの吐出力を240MPaとして水を吹き付け、凹凸処理を施して打ち継ぎ面に相当する凹凸面を、凸部の頂部と凹部の底部との平均高さが3mmとなるように形成した。また、なお、打ち継ぎ面を平坦化して凹凸が形成されない状態である普通コンクリート平板(表1の供試体(7)に相当)を準備した。
Next, regarding the construction method of the inorganic material, the results of testing the adhesive strength between the existing concrete floor slab and the ultra-high-strength fiber-reinforced concrete using ultra-high-strength fiber-reinforced concrete will be described as an example. It goes without saying that the present invention is not limited to the following examples. First, the test conditions are explained below.
[A1] A plain concrete slab of 300×300×60 mm JIS A5371 Appendix B is prepared.
[A2] Water is sprayed on the prepared ordinary concrete flat plate with a water jet discharge force of 240 MPa, and the uneven surface corresponding to the joint surface is formed by applying unevenness treatment so that the average height of the top of the protrusion and the bottom of the recess is It was formed to be 3 mm. In addition, an ordinary concrete flat plate (corresponding to the specimen (7) in Table 1) was prepared in which the joint surface was flattened so that no unevenness was formed.
[A3]前記凹凸面の表面水分率(表面水分量)を湿潤状態~表面乾燥状態までの4パラメータとした。なお、表面水分率の値は、形成した供試体の打ち継ぎ面(供試体(1)~(4)は凹凸が形成された面、供試体(5)は、試験対象となる平面)において異なる領域の10箇所を測定し、その測定した値の平均値として示している。
[A4]前記打ち継ぎ面の表面水分率(表面水分量)の測定は、電気抵抗式水分計(道路橋床版水分計HI‐100)を用いて行った。
[A5]前記凹凸面に超高強度繊維補強コンクリート(J-THIFCOM:(登録商標))を20mm厚で直接打設した。
[A6]打設してからの養生期間を28日とし、間恒温室で養生して供試体(1)~(5)を形成した。形成した供試体(1)~(5)は、材齢が7日の状態で付着強度試験を行った。
[A3] The surface moisture content (surface moisture content) of the uneven surface was defined as four parameters ranging from a wet state to a surface dry state. The value of the surface moisture content differs depending on the spliced surface of the formed specimen (specimens (1) to (4) are uneven surfaces, and specimen (5) is a flat surface to be tested). 10 points in the region were measured, and the average value of the measured values is shown.
[A4] The surface moisture content (surface moisture content) of the joint surface was measured using an electric resistance moisture meter (road bridge deck moisture meter HI-100).
[A5] Ultra-high-strength fiber-reinforced concrete (J-THIFCOM: (registered trademark)) was directly placed on the uneven surface to a thickness of 20 mm.
[A6] Specimens (1) to (5) were formed by curing in a temperature-controlled room for 28 days after casting. The specimens (1) to (5) thus formed were subjected to an adhesion strength test at a material age of 7 days.
[A7]形成した供試体(1)~(5)について、土木学会基準 JSCE―K561(φ5cmの治具)に準じた付着強度試験を行った。なお、付着強度試験では、φ5cmの治具により、コア形状にした部分の上面にエポキシ樹脂の接着剤を介して金属性の治具を取り付け、所定の荷重で引っ張り上げることで、接着強度を測定した。また、一枚の供試体の5箇所/枚において付着強度試験を行い、その平均値を各供試体の接着強度とした。図14に示すように、供試体の平面視において、中央と、その中央から四隅に向かって同距離となる4箇所の合計5箇所での試験位置TSでの接着強度の試験を行った。なお、供試体の面内であれば、特に供試体のいずれの位置であってもよく、5箇所の試験位置TSの平均値を付着強度の測定値とすればよい。
[A8]前記付着試験の結果、表面水分率の多寡に関わらず良好な値であった。なお、付着試験の結果については後記する。
[A7] For the specimens (1) to (5) thus formed, an adhesion strength test was conducted in accordance with the Japan Society of Civil Engineers standard JSCE-K561 (jigs of φ5 cm). In the adhesion strength test, a metal jig was attached to the upper surface of the core-shaped portion via an epoxy resin adhesive using a jig of φ5 cm, and the adhesion strength was measured by pulling it up with a predetermined load. did. In addition, the adhesion strength test was conducted at 5 points/sheet of one test piece, and the average value was taken as the adhesion strength of each test piece. As shown in FIG. 14, in the plan view of the test piece, the adhesive strength was tested at the test positions TS at a total of 5 points, ie, the center and four points at the same distance from the center toward the four corners. As long as it is within the surface of the test piece, any position of the test piece may be used, and the average value of the five test positions TS may be used as the measurement value of the adhesion strength.
[A8] As a result of the adhesion test, good values were obtained regardless of the surface moisture content. The results of the adhesion test will be described later.
表1~表3において、破壊形態は、A:母材の破壊、B:母材(一部界面含む)の破壊、C:接着剤から破壊、D:超高強度繊維補強コンクリートの表層での破壊(剥離)としている。なお、破壊形態としてのABは、Bの一部界面含むBよりも界面の割合が少ない状態として破壊されたものを示している。
付着強度試験の結果を表1~表3に示す。なお、表1乃至表3を分けて示しているが紙面の関係上見やすくするために表を分けており、特に技術的な区別をしているわけではない。
In Tables 1 to 3, the failure modes are as follows: A: destruction of base material, B: destruction of base material (including some interfaces), C: destruction from adhesive, D: super high strength fiber reinforced concrete surface layer Destruction (peeling). In addition, AB as a fracture mode indicates a fractured state in which the proportion of the interface is smaller than that of B including a part of the interface of B.
The results of the adhesion strength test are shown in Tables 1-3. Although Tables 1 to 3 are shown separately, the tables are separated for ease of viewing due to space limitations, and no particular technical distinction is made.
表1~表3において、供試体(1)~(5)におけるコンクリート表面での水分率は、道路橋床版水分計HI‐100を用い、高周波容量水分計の値(%で示す水分量の値)と、電気抵抗式水分計の値(カウント値で示す値)とで示している。すなわち、表中の種類の(1)は、湿潤であり水分量10.4%以上:カウント値で235-520の範囲である。表中の種類の(2)は、水分量5.0%:カウント値で250である。表中の種類の(3)は、水分量4.0%:カウント値で200である。表中の種類の(4)は、水分量3.1%:カウント値で155である。表中の種類(5)は、(1)と同じ水分状態とした。 In Tables 1 to 3, the water content on the concrete surface of specimens (1) to (5) was measured using a road bridge deck moisture meter HI-100, and the value of the high-frequency capacity moisture meter (% of the moisture content) value) and the value of the electric resistance moisture meter (value indicated by count value). That is, the type (1) in the table is wet and has a moisture content of 10.4% or more: the count value is in the range of 235-520. Type (2) in the table has a water content of 5.0%: 250 in count value. Type (3) in the table has a water content of 4.0%: 200 in count value. Type (4) in the table has a water content of 3.1% and a count value of 155. Type (5) in the table had the same water content as (1).
表1~表2に示すように、凹凸面の表面水分率(表面水分量)を湿潤状態~表面乾燥状態までの4パラメータである供試体(1)~(4)において、接着強度が3.07~3.45(N/mm2)であり、十分な接着強度が確保できていることが分かる。また、表3で示すように、超高強度繊維補強コンクリートを打設する打ち継ぎ面に凹凸が形成されていない供試体(5)であっても、散水して湿潤状態であることで、平均の接着強度の値が1.99となっている。この実施例の結果で分かるように、供試体の打ち継ぎ面に凹凸が形成されていることで、供試体の打ち継ぎ面の散水状態が飽和状態未満であった場合、湿潤状態あるいは表面乾燥状態であっても、高い接着強度を確保することが可能であることが分かる。また、切削工程及び散水工程の後で打設工程を行う場合であっても、平均の接着強度が1.99(N/mm2)となり、基準となる接着強度(1.5N/mm2以上)を上回っていることが分かる。接着強度は、この好ましい平均値の値として、1.90以上がよく、さらに、2.70(N/mm2)以上がさらによく、3.00(N/mm2)以上がより好ましい。 As shown in Tables 1 and 2, in the specimens (1) to (4) in which the surface moisture content (surface moisture content) of the uneven surface is four parameters from the wet state to the surface dry state, the adhesive strength is 3.5. From 07 to 3.45 (N/mm 2 ), it can be seen that a sufficient adhesive strength is ensured. In addition, as shown in Table 3, even in the specimen (5) in which the joint surface on which the ultra-high-strength fiber-reinforced concrete is placed has no unevenness, the average has an adhesive strength value of 1.99. As can be seen from the results of this example, when the sprinkling state of the spliced surface of the test piece is less than the saturated state due to the unevenness formed on the spliced surface of the test piece, the wet state or the surface dry state It can be seen that it is possible to secure a high adhesive strength even if the In addition, even when the placing process is performed after the cutting process and the watering process, the average adhesive strength is 1.99 (N/mm 2 ), and the standard adhesive strength (1.5 N/mm 2 or more ) is found to be higher than The preferred average value of the adhesive strength is 1.90 or more, more preferably 2.70 (N/mm 2 ) or more, and more preferably 3.00 (N/mm 2 ) or more.
1 コンクリート床版(既存コンクリート部材)
11 打ち継ぎ面
12 凸部
13 凹部
14 凹凸
21 セメントペースト
22 粗骨材
23 細骨材
2 舗装
3 ハツリ機
4 バキューム車
5 型枠
6 フロー板
7 超高強度繊維補強コンクリート(繊維補強セメント複合材料)
S11 切削工程
S11A 凹凸形成工程
S11AB 凹凸打ち継ぎ面形成工程(凹凸形成工程)
S12 散水工程
S13 打設工程
S14 養生工程
1 Concrete floor slab (existing concrete member)
11 Pour
S11 Cutting step S11A Concave-convex forming step S11AB Concave-convex joint surface forming step (concave-convex forming step)
S12 Watering step S13 Placement step S14 Curing step
Claims (7)
前記既存コンクリート部材の表面に設けられている舗装を切削して前記既存コンクリート部材の打ち継ぎ面を露出させる切削工程と、
前記打ち継ぎ面に水を飽和状態未満となるように散水する散水工程と、
散水した前記打ち継ぎ面に接着材を用いることなく繊維補強セメント複合材料を直接打設する打設工程と、を含み、
前記切削工程の後で、前記散水工程の前に前記打ち継ぎ面に複数の凸部及び凹部を備える凹凸を形成する凹凸形成工程と、を含み、
前記打設工程は、凹凸を形成して散水した打ち継ぎ面に前記繊維補強セメント複合材料を直接打設する無機材料の施工方法。 An inorganic material construction method for joining a fiber-reinforced cement composite material to an existing concrete member,
A cutting step of cutting the pavement provided on the surface of the existing concrete member to expose the joint surface of the existing concrete member;
a watering step of watering the joint surface with water so that the water is less than saturated;
a placing step of directly placing a fiber reinforced cement composite material on the sprinkling joint surface without using an adhesive ,
an unevenness forming step of forming an unevenness having a plurality of protrusions and recesses on the joint surface after the cutting step and before the watering step;
The placing step is a method of applying an inorganic material in which the fiber-reinforced cement composite material is directly placed on a joint surface on which irregularities are formed and water is sprinkled .
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