JPH11256839A - コンクリート構造物の補強・補修方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 補強・補修作業を容易かつ安全に行うことが
でき、かつ、補強・補修作業完了後も、長い年月にわた
って、コンクリート構造物の強度を維持することができ
るコンクリート構造物の補強・補修方法を提供する。 【解決手段】 外表面に可撓性を有する強化繊維シート
１４、１５を接着用樹脂を用いて積層した非金属製軽量
板１３によって軽量型枠１７を製作し、軽量型枠１７を
コンクリート構造物１０にコンクリート構造物１０を囲
む状態で取付け、コンクリート構造物１０と軽量型枠１
７との間に形成される空間２４内に無収縮モルタル２３
を充填すると共に硬化させ、軽量型枠１７をコンクリー
ト構造物１０と一体化することによってコンクリート構
造物１０を補強・補修できると共に、その防食によって
補修・補強後も十分な強度を維持できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種建築構築物や
土木構築物において、柱、梁、スラブ、床版等を形成す
るコンクリート構造物を補強、補修すると共に、その防
食も図ることができるコンクリート構造物の補強・補修
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コンクリート構造物はコンクリ
ート内に鉄筋を配筋しているが、コンクリートは経時的
に劣化し、その一部がコンクリート構造物の表面から剥
離すると、鉄筋が外部に露出する。その結果、鉄筋が腐
食し、コンクリート構造物の強度を著しく低下する。

【０００３】このようなコンクリート構造物を補修・補
強する方法の一例として、破損・腐食等したコンクリー
ト構造物の外面に鉄板からなる型枠を取付け、コンクリ
ート構造物と型枠との間に形成される成形空間内に補強
モルタルを充填する方法が提示されている。この場合、
鉄板からなる型枠は捨て型枠として用いられ、コンクリ
ート構造物の強度部材の一部を構成することになる。従
って、補強モルタルと型枠との協働によってコンクリー
ト構造物の強度を高めることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したコン
クリート構造物の補強・補修方法は、未だ、以下の解決
すべき課題を有していた。即ち、コンクリート構造物が
大型の場合、型枠も大型化する必要があるが、型枠が重
量物である鉄板からなるため、コンクリート構造物への
取付け作業が重労働となり、かつ、危険を伴うことにな
る。また、鉄板は補強モルタルと反応して経時的に腐食
し、強度部材としての機能を果たさなくなるおそれがあ
る。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、補強・補修作業を容易かつ安全に行うことがで
き、かつ、補強・補修作業完了後も、長い年月にわたっ
て、コンクリート構造物の強度を維持することができる
コンクリート構造物の補強・補修方法を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載のコンクリート構造物の補強・補修方法は、外表面
に可撓性を有する強化繊維シートを接着用樹脂を用いて
積層した非金属製軽量板によって軽量型枠を製作し、該
軽量型枠をコンクリート構造物に該コンクリート構造物
を囲む状態で取付け、前記コンクリート構造物と該軽量
型枠との間に形成される空間内に無収縮モルタルを充填
すると共に硬化させ、前記軽量型枠を前記コンクリート
構造物と一体化することによって前記コンクリート構造
物を補強・補修する。

【０００７】請求項２記載のコンクリート構造物の補強
・補修方法は、請求項１記載のコンクリート構造物の補
強・補修方法において、前記非金属製軽量板として、石
綿ボードからなるスレート、繊維補強型軽量セメント
板、硬質プラスチック板、木板のいずれかを用いる。

【０００８】請求項３記載のコンクリート構造物の補強
・補修方法は、請求項１又は２記載のコンクリート構造
物の補強・補修方法において、前記強化繊維シートとし
て、炭素繊維シート、ガラス繊維シート、アラミド繊維
シートのいずれかを用いる。

【０００９】請求項４記載のコンクリート構造物の補強
・補修方法は、請求項１〜３記載のコンクリート構造物
の補強・補修方法において、前記軽量型枠を、複数の前
記非金属製軽量板を非金属製連結部材によって連結して
組み立てるようにしたことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】続いて、添付した図面を参照しつ
つ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発
明の理解に供する。本実施の形態に係るコンクリート構
造物の補強・補修方法は、図１に示すように、実質的
に、外表面に可撓性を有する強化繊維シートを接着用樹
脂によって積層した非金属製軽量板によって軽量型枠を
製作する型枠製作工程Ｂと、軽量型枠でコンクリート構
造物を囲み、軽量型枠をコンクリート構造物に取付ける
型枠取付工程Ｃと、コンクリート構造物と軽量型枠との
間に形成される空間内に無収縮モルタルを充填すると共
に硬化させるモルタル充填・硬化工程Ｄとからなる。

【００１１】以下、図１〜図７を参照して、上記した各
工程Ｂ、Ｃ、Ｄについて、順を追って説明する。なお、
上記した工程Ｂ、Ｃ、Ｄに先立って、必要に応じて、以
下の前処理工程Ａを行う。

【００１２】（前処理工程Ａ）図２に示すように、コン
クリート構造物１０におけるコンクリート浮き部や、鉄
筋１１の爆裂部や、コンクリート脆弱部を電気ピック、
ハンマーを使用してはつり取る。はつり個所を含めた補
修部全体のコンクリート表面をエアで洗浄し、汚れや付
着物を落とす。コンクリート構造物１０の表面に露出し
ている鉄筋１１に、防錆処理剤を、ハケ１１ａ（ローラ
ーや、コテでもよい。）を用いて塗布する。次に、コン
クリート補修表面１２にアルカリ付与剤を別のハケを用
いて塗布する。

【００１３】（型枠製作工程Ｂ）図３〜図５に示すよう
に、非金属製軽量板の一例である石綿ボードからなる各
スレート１３（厚み：６ｍｍ）の表面に、接着用樹脂の
一例であるエポキシ樹脂を用いて、可撓性を有する強化
繊維シートの一例である炭素繊維シート（例えば、三菱
化学（株）製造のリペラーク（登録商標））１４、１５
を２層にわたって積層する。この際、炭素繊維シート１
４、１５の繊維方向は相互に直交する方向とする。プラ
スチック製の非金属製連結部材１６を用いて、複数のス
レート１３を上面が開口した有底の矩形箱状に組み立て
て、軽量型枠１７を製作する。具体的には、図３及び図
５に示すように、スレート１３の端部を連結ボルト１８
によって連結することによって軽量型枠１７を製作する
ことができる。

【００１４】このように、接着用樹脂を用いて、強化繊
維シートを非金属製軽量板に積層、一体化するようにし
ているので、非金属製軽量板の強度を著しく増大するこ
とができる。また、軽量型枠１７は、非金属製軽量板で
あるスレート１３と炭素繊維シート１４、１５のみから
形成されるが、これらは共に鉄板と比較して著しく軽量
であるであるため（鉄板の約１／５）、軽量型枠１７も
その重量を著しく低減することができる。一方、スレー
ト１３には鋼板の引張強度の１０倍の引張強度を有する
炭素繊維シート１４、１５を接着用樹脂を用いて積層し
ているので、軽量型枠１７は十分な強度を確保すること
ができる。さらに、軽量型枠１７を、複数のスレート１
３をプラスチック等の非金属製連結部材１６を用いて連
結して組み立てるようにしたので、木製の連結部材を用
いた場合に生じる連結部材の腐食による補強・補修後の
コンクリート構造物の強度劣化を防止することができ、
軽量型枠１７の強度を長年月にわたって維持することが
できる。

【００１５】（型枠取付工程Ｃ）図６に示すように、軽
量型枠１７でコンクリート構造物１０を囲んだ後、ホー
ルインアンカー等からなる複数のグリップアンカー１９
を軽量型枠１７に設けた複数の透孔にそれぞれ挿通し、
コンクリート構造物１０に打ち込む。打ち込み完了後、
ナット２０、２１でスレート１３を締め付け、軽量型枠
１７をコンクリート構造物１０に固定状態に取付ける。

【００１６】この際、グリップアンカー１９の打ち込み
位置は、コンクリート構造物１０の形状や軽量型枠１７
の形状等を考慮して、事前に割り出し、マーキングす
る。また、鉄筋１１に当たる個所を避けてグリップアン
カー１９をコンクリート構造物１０に打ち込む。グリッ
プアンカー１９の頭部には、好ましくは、シーリング剤
を充填したキャップを取付ける。

【００１７】以上説明した型枠取付工程Ｃにおいて、上
記したように軽量型枠１７は非金属製軽量板であるスレ
ート１３と炭素繊維シート１４、１５から形成されてい
るので、容易に取り扱うことができ、また、軽量型枠１
７に設けた透孔とコンクリート構造物１０に設けたマー
キングとの整合も容易に行うことができるので、軽量型
枠１７をコンクリート構造物１０に容易、迅速、かつ安
全に取付けることができる。

【００１８】（モルタル充填・硬化工程Ｄ）図７に示す
ように、図示しないモルタル注入機を用いて、かつ、圧
送ホース２２を介して、無収縮モルタル２３をコンクリ
ート構造物１０と軽量型枠１７によって形成される空間
２４内に注入する。なお、軽量型枠１７の上縁部に形成
されたホース取付け部分にエポキシ樹脂からなるシール
２５を打設する。空間２４内に無収縮モルタル２３が完
全に充填されたか否かは無収縮モルタル２３の溢流によ
って確認する。図８及び図９に示すように、無収縮モル
タル２３の注入作業が完了した後、コンクリート構造物
１０と軽量型枠１７の上縁部との間に、全周にわたって
シール２５を打設する。その後、必要に応じて、軽量型
枠１７の表面をフッ素樹脂等の塗料を塗布し仕上げる。

【００１９】その後、無収縮モルタル２３を一定期間養
生することによって硬化させ、無収縮モルタル２３及び
軽量型枠１７をコンクリート構造物１０に強力に一体化
させることによって、コンクリート構造物１０の補強・
補修を行う。

【００２０】以上説明したモルタル充填・硬化工程Ｄに
おいて、非金属製軽量板であるスレート１３と炭素繊維
シート１４、１５から形成される軽量型枠１７が、捨て
型枠として残り、コンクリート構造物１０と一体化して
コンクリート構造物１０の補強部材の一部として機能す
ることになるが、軽量型枠１７は軽量でありながら、十
分な機械的強度を有するので、コンクリート構造物１０
の強度を著しく高めることができ、大型地震等に十分対
処できる。

【００２１】無収縮モルタル２３はセメントを主成分と
するのでコンクリート構造物１０とのなじみ性が良好で
あり、かつ、石綿ボードからなるスレート１３も、セメ
ントに石綿（アスベスト）を混合した後、圧縮成形して
製造したものであるため、無収縮モルタル２３とのなじ
み性が良好なので、コンクリート構造物１０に無収縮モ
ルタル２３とスレート１３を強力に一体化することがで
き、コンクリート構造物１０の補強・補修を強力に行う
ことができる。また、コンクリート構造物１０における
鉄筋１１の防食も図ることができる。

【００２２】スレート１３は鉄板と異なり腐食しないの
で、長年にわたって、軽量型枠１７と無収縮モルタル２
３によるコンクリート構造物１０の補強・補修効果を維
持することができる。なお、スレート１３に合成樹脂系
硬化剤を含浸させることによって、さらに、スレート１
３と無収縮モルタル２３との一体化を促進することがで
きる。

【００２３】炭素繊維シート１４、１５は紫外線や塩害
等の腐食にも強いため、この面からも、長年にわたっ
て、軽量型枠１７と無収縮モルタル２３によるコンクリ
ート構造物の補強・補修を維持することができ、また、
コンクリート構造物１０における鉄筋１１の防食も図る
ことができる。

【００２４】

【実施例】本実施の形態に係るコンクリート構造物の補
強・補修方法で補強された欠損コンクリート構造物につ
いて耐荷重試験を行ったので、その結果を図１０に示
す。なお、比較例として、補強しない場合の欠損コンク
リート構造物、強化繊維シートのみで補強した無欠損コ
ンクリート構造物、及び、補強しない無欠損コンクリー
ト構造物についても耐荷重試験を行った。図示するよう
に、本実施の形態に係るコンクリート構造物の補強・補
修方法で補強された欠損コンクリート構造物の耐荷重ａ
の最大値（７３．４５ｋＮ）は、補強しない場合の欠損
コンクリート構造物の耐荷重ｂの最大値（３８．１６ｋ
Ｎ）の略２倍となっている。さらに、補強しない無欠損
コンクリート構造物の耐荷重ｃ、強化繊維シートのみで
補強した無欠損コンクリート構造物の耐荷重ｄと比較し
ても、耐荷重を著しく増大することができることが判明
した。

【００２５】以上、本発明を、一実施の形態を参照して
説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記
載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に
記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施
の形態や変形例も含むものである。例えば、前記実施の
形態では、非金属製軽量板として、石綿ボードからなる
スレートを使用したが、繊維補強型軽量セメント板、硬
質プラスチック板、木板等を用いることもできる。ま
た、強化繊維シートとして、炭素繊維シートを用いた
が、ガラス繊維シート、アラミド繊維シート等を使用す
ることも可能である。

【００２６】

【発明の効果】請求項１〜４記載のコンクリート構造物
の補強・補修方法においては、外表面に可撓性を有する
強化繊維シートを接着用樹脂を用いて積層した非金属製
軽量板によって製作した軽量型枠をコンクリート構造物
に取付け、コンクリート構造物と軽量型枠との間に形成
される空間内に無収縮モルタルを充填すると共に硬化さ
せ、軽量型枠ををコンクリート構造物と一体化すること
によってコンクリート構造物を補強・補修するようにし
ている。このように、軽量型枠を用いることによってコ
ンクリート構造物への軽量型枠の取付けを容易かつ安全
に行うことができると共に、軽量型枠の強度を強化繊維
シートによって著しく向上することができるので、大地
震等にも耐えうる十分な強度を有するコンクリート構造
物に補強・補修することができ、また、その防食も図る
ことができ、補強・補修後も、長年にわたって十分な強
度を維持することができる。

【００２７】請求項２記載のコンクリート構造物の補強
・補修方法においては、非金属製軽量板として、無収縮
モルタルとのなじみ性が良好なスレート等を用いること
によって、コンクリート構造物に無収縮モルタルを介し
てスレート等を強力に一体化することができ、この面か
らも、補強・補修されたコンクリート構造物の強度を増
大することができる。また、スレート等は鉄板と異なり
腐食しないので、長年にわたって、軽量型枠と無収縮モ
ルタルによるコンクリート構造物の補強・補修効果を維
持することができる。

【００２８】請求項３記載のコンクリート構造物の補強
・補修方法においては、強化繊維シートとして容易に入
手できる炭素繊維シート等を用いることにしたので、コ
ンクリート構造物の補強・補修方法を安価かつ容易に行
うことができる。

【００２９】請求項４記載のコンクリート構造物の補強
・補修方法においては、軽量型枠を、複数の非金属製軽
量板を非金属製連結部材によって連結して組み立てるよ
うにしたので、連結部材の腐食による補強・補修後のコ
ンクリート構造物の強度劣化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るコンクリート構造
物の補強・補修方法の工程を示す工程説明図である。

【図２】同方法における前処理工程の説明図である。

【図３】同方法における型枠製作工程の説明図である。

【図４】図３のＩ−Ｉ線による矢視平面図である。

【図５】同方法における型枠製作工程において製作され
る軽量型枠の要部の説明図である。

【図６】同方法における型枠取付工程の説明図である。

【図７】同方法におけるモルタル充填・効果工程の説明
図である。

【図８】同方法におけるモルタル充填・効果工程の完了
後の説明図である。

【図９】図８のＩＩ−ＩＩ線による矢視断面図である。

【図１０】本発明の一実施の形態に係るコンクリート構
造物の補強・補修方法によって補強されたコンクリート
構造物の耐荷重を示すグラフである。

【符号の説明】 Ａ 前処理工程 Ｂ 型枠製作工
程 Ｃ 型枠取付工程 Ｄ モルタル充
填・硬化工程 １０ コンクリート構造物 １１ 鉄筋 １１ａ ハケ １２ コンクリ
ート補修表面 １３ スレート １４ 炭素繊維
シート １５ 炭素繊維シート １６ 非金属製
連結部材 １７ 軽量型枠 １８ 連結ボル
ト １９ グリップアンカー ２０ ナット ２１ ナット ２２ 圧送ホー
ス ２３ 無収縮モルタル ２４ 空間 ２５ シール

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外表面に可撓性を有する強化繊維シート
   を接着用樹脂を用いて積層した非金属製軽量板によって
   軽量型枠を製作し、該軽量型枠をコンクリート構造物に
   該コンクリート構造物を囲む状態で取付け、前記コンク
   リート構造物と該軽量型枠との間に形成される空間内に
   無収縮モルタルを充填すると共に硬化させ、前記軽量型
   枠を前記コンクリート構造物と一体化することによって
   前記コンクリート構造物を補強・補修することを特徴と
   するコンクリート構造物の補強・補修方法。
2. 【請求項２】 前記非金属製軽量板として、石綿ボード
   からなるスレート、繊維補強型軽量セメント板、硬質プ
   ラスチック板、木板のいずれかを用いることを特徴とす
   る請求項１記載のコンクリート構造物の補強・補修方
   法。
3. 【請求項３】 前記強化繊維シートとして、炭素繊維シ
   ート、ガラス繊維シート、アラミド繊維シートのいずれ
   かを用いることを特徴とする請求項１又は２記載のコン
   クリート構造物の補強・補修方法。
4. 【請求項４】 前記軽量型枠を、複数の前記非金属製軽
   量板を非金属製連結部材によって連結して組み立てるよ
   うにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項
   に記載のコンクリート構造物の補強・補修方法。