WO1990010771A1 - Crack repairing method - Google Patents

Description

明 細 書 亀裂の補修方法 技術分野 こ の発明は、 コ ン ク リ 一 ト ゃ岩盤あ る いは レ ン ガ積ゃ石積の 目地等に生 じ る亀裂に、 補修剤を注入 して補修する ための方法 に関する も のであ る 。 -— 周知の よ う に、 コ ン ク リ ー ト は、 砂利、 砂、 セ メ ン ト に水を 加えて混練する と 、 水と セ メ ン ト と が水和反応に よ っ て硬化す る こ と を利用 した複合材料であ っ て、 耐久性が長 く 、 強度も高 い上に安価である こ と から各方面に広 く 利用 されてお り 、 特に 建物や土木構造物に は不可欠の材料と な っ ている 。 しか し なが ら、 コ ン ク リ ― 卜 単独では曲げ強度や引張強度が極めて低い も のであ っ て、 曲げカゃ引張力に は十分に対抗する こ と がで き な い も の である 力、ら、 こ の欠点を補強する ため、 コ ン ク リ ー ト を 鋼材と複合化さ せて利用する方法が発明 され、 鉄筋コ ン ク リ 一 ト あ る いは鉄骨コ ン ク リ ー 卜 と して多 く の建造物に利用 されて いる現状であ る。

と こ ろで、 コ ン ク リ ー ト の材料構成上の性質と して、 硬化時 に余剰混合水の蒸発に よ り乾燥収縮が生 じ、 各所に多 く の微少 なひび割れ（亀裂）が癸生する こ と は避ける こ とができ ないもの である。 このひび割れ自体は構造力学的には解明されていて問 題はないが、 このひび割れが原因と なる 2 次的弊害、 例えば、 コ ン ク リ ー ト建築物における雨漏 り や、 ひび割れからの侵入水 に よ る鉄筋の腐蝕、 その結果と しての搆造強度の低下等は、 コ ン ク リ ー ト の材料的価値を失わせる程の深刻なものである。 し たが ·ό·て、 コ ン ク リ ー ト あるいは鉄筋コ ン ク リ ー 卜 にひび割れ が生 じた場合にはその補修を行う こ とが必要不可欠であって、 従来よ り 以下のよ う な補修方法が採用 されている。

従来一般に行われている補修方法は、 ひび割れの大き さに よ り 以下の 2 つに大別される。

その 1 は、 ひび割れ幅が 1 mm程度以上と比較的広 く 、 その中 に容易に補修材を流し込める場合に採用される方法であっ て、 コ ン ク リ ― 卜 の表面をひび割れに沿って V形又は U形に切欠き . 筒単な器具を用いてひび割れの中へセ メ ン ト ミ ルクやモル タ ル 等の補修剤を流し込み、 その後、 切 り 欠いた部分をセ メ ン ト モ ルタルや樹脂モルタルな-どに よ って埋戻して補修する方法であ

その 2 は、 各種の注入器具を使用 してひび割れの中に樹脂等 の補修剤を加圧して注入する方法であって、 ひび割れ幅が 1 _{m m} 程度以下と狭 く 、 その中に上記のよ う な補修剤を容易に流し込 めない場合に採用される方法である。 この場合、 ひび割れ幅が 狭いほど、 また奧が深いほ ど注入抵抗が大き く なるので、 弾性 ばね、 油圧や空気圧、 あ る いはゴム弾性を利用する こ と に よ り 所定の注入圧力が得 られる よ う に工夫された各種の器具が使用 されてお り 、 その よ う な器具の数例を第 1 2 図 ~第 1 5 図に示 す。

第 1 2 図に示す器具は、 ゴ ム チ ュ ー ブの弾性力を利用 して注 入圧力を得る よ う に された も ので、 ゴムチ ュ ー ブ 1 の中に グ リ ス ポ ン プで樹脂（補修剤） 2 を圧入 して風船の よ う に膨張さ せ、 そ の ゴ ム チ ュ ー ブ 1 の収縮力で樹脂 2 をひび割れの中に注入す る よ う に さ れた も のである。

- 第 1 3 図に示す器具は、 ブ ラ ス チ ッ ク製の注射器状の シ リ ン ダ 3 内に樹脂を入れ、 ゴム ひも 4 , 4 の収縮力に よ.つ て ピ ス ト ン を押 し込んで樹脂を注入する よ う に された も のであ る。

第 1 4 図に示す器具は、 逆止弁 5 を有する圧力タ ン ク 6 を ひ び割れの上に取付け、 こ の圧カタ ン ク 6 の中に樹脂 2 を グ リ ス ポ ン プ 7 で注入 して圧力 タ ン ク 6 内の空気圧を高め、 その圧力 で樹脂 2 を ひび割れの中に注入する よ う に したものであ る 。

第 1 5 図に示す器具は、 注射器状の シ リ ン ダ 8 の内部加圧栓 9 の後部に弾性ばね 1 0 を配置 し、 内部加圧栓 9 に連結 した レ バ— 1 1 を後方に引いて樹脂 2 を シ リ ン ダ 8 内に吸込む と 同時 に弾性ばね 1 0 が収縮する よ う に さ れ、 その弾性ばね 1 0 の弾 性反発力に よ つ て加圧栓 9 を前方に押 し出 して樹脂 2 を注入す る よ う に されたものであ る 。

上記の各.器具の他、 圧力容器の中に樹脂を入れたカ プセ ルを セ ッ 卜 してお き 、 その圧力容器の中に コ ン プ レ ッ サーで圧縮 気を送 り 込む こ と に よ っ て、 カ プセルを収縮さ せて樹脂を押 し 出すよ う に したも の、 等があ る。

と こ ろで、 上述 した よ う に、 ひび割れ幅が大き-.な場合に はセ メ ン ト ミ ルクやモル タ ルな どの補修剤をひび割れの中に比較的 容易に流 し込む こ と ができ る ので容易にひび割れの補修を行う こ と ができ るが、 一般に コ ン ク リ ー 卜 に生 じ る ひび割れは 1 mm 以下の小さ な も のが多 く 、 と き に は数 ミ ク ロ ン程度の微細な も の も ある ので、 その よ う な微細なひび割れを完全に補修する こ と は必ず し も容易ではない。

すなわち、 その よ う な場合に は、 既に述 'ベた よ う な各種器具 を用いて樹脂をひび割れ内に注入する のであるが、 完全な注入 を行う ために は注入抵抗を上回る大き な注入圧力を長時間にわ た っ て保持 しなければな らず、 しかも、 注入抵抗はひび割れの 長さが長 く 、 その深さが深 く なる に比例 して増大 してい く から . 注入圧力 も序々 に高 く してゆ く こ と が必要と な る 。 こ の こ と は. ベル ヌ ー ィ の定理から も 明 らかである。

しか しながら、 上述 した よ う な器具を使用 して樹脂を注入す る従来の方法では、 その よ う な こ と ができ る も のではな く 、 し たがっ て、 いずれも十分に樹脂を注入でき る も の ではない。

すなわち、 上述 した全ての器具においては、 注入圧力を発生 させるための構造から、 注入圧力が注入開始時点において最大 であ っ てその後は漸次低減 してゆ き、 終には 0 に極 り な く 近づ く 特徴があ り 、 注入に必要と する注入圧を保持する こ と がで き ない も のである。 例えば第 1 2 図に示す器具ではゴム チ ュ ー ブ 1 内の圧力は注入開始前が最高であ り 、 注入開始 してゴ ム チ ュ — ブ 1 內の樹脂 2 の量が減っ て く る と と も に注入圧力は急速に 減衰する こ と にな る 。 こ の こ と は、 注入圧力を徐々 に増加さ せ なければな ら ない、 と い う 注入理論に逆行する挙動であ り 、 こ の よ う な器具を使用する こ と では、 到底、 完全な注入を行う こ とができ る も のではない。 第 1 3 図〜第 1 5 図に示 した各器具 において も事情は全 く 同様であ る。

従来の各器具の挙動について第 1 6 図に よ り さ らに詳細な説 明を行う 。 第 1 6 図における横軸は「注入開始か らの経過時間 も し く は注入長さ」、 縦軸は「器具の注入圧力」およ び「所要注入 圧力」であ り 、 符号 2 0 は従来の器具の注入圧力の変化状態を 示す直線、 符号 2 1 は完全な注入を行う ために必要と される所 要注入圧力の変化状態を示す直線であ る。

こ の図では、 従来の器具においては注入開始時点において注 入圧力が最高であ っ てその後注入圧力が漸次減衰 してい く が、 所要注入圧力は逆に漸次増大 してい く こ と が示されてお り 、 b ' 点において b 点で示される注入圧力が必要であ る にも かかわ ら ず、 従来の器具を用いた場合に は！） ' 点に おいてはほぼ 0 の注 入圧力 しか得られないこ と がわかる 。 ま た、 完全な注入を行 う ための必要な総エネルギは 0 - b 一 b ' に囲まれた面積で示さ れ、 従来の器具の発生する総エネルギは c - b ' - 0 に囲まれ る面積で示される 。 そ して、 その器具の最大注入圧力（：が所要 最大注入圧力！)に等 しい と した場合に は、 完全な注入を行 う た めに必要な総エネルギ と 、 器具の発生する総エネルギと は同等 と なるが、 その発生状況が全 く 逆である ため、 器具の発生エネ ルギの半分は無駄に消費されて し ま う こ と にな り 、 有効な注入 エネルギ と して使用 される のは 0 - a - b ' に囲まれる範囲だ けである 。 そ して、 0 — c - a で囲まれる範囲のエネルギー は 注入に不必要な段階において発生するため、 何等有渤に利用 さ れないばか り か、 ひび割れ幅を広げた り 、 ゆるんでいる ひび割 れ部分のコ ン ク リ — ト を脱落させた り する な ど悪影響を招いて しま う も のである。

結局、 従来の器具を用いた場合に は、 完全な注入を行う ため に必要な注入圧力に相当する圧力を発生 し得る器具を用いた と し-て」 έ 、一完—.全-な-注-入-を 4Ϊ—え-ふもの-ではない。 つま り 、 最大注入 圧力が 4 K g必要であ る と き に従来方式の 4 K gの器具を用いて も、 最大所要注入圧力が 4 K gのひび割れの補修を行えないの である。 そ して、 従来の器具に よ り 完全な注入を行う ために は 最終時点で所要注入圧力が得られる も の と しなければな ら ない が、 その よ う な器具では注入開始時点における最大注入圧力が 著 し く 過大と な っ て しま っ て上述 した.よ う な悪影響が生 じて し ま う ばか り でな く 、 その よ う な大 き な注入圧力を発生さ せる た めには器具を大形化せざる を得ない し、 その取 り 扱いが容易で はな く な り 、 また、 大き な危険を伴う も の と な り 、 現実的では ない。

また、 上記従来の各器具を使用する場合、 油圧を追加 した り 空気量を追加する こ と に よ つ て注入圧力を上昇さ せる こ と はで き る のであ る が、 そのためには人力の介入が必要と な っ て注入 作業が極めて繁雑と な るから、 これも現実的ではない。

なお、 第 1 6 図では、 所要注入圧力の変化状態を直線的に示 したが、 実際に はひび割れ幅や周辺と の摩擦抵抗の変化に伴つ て必ず し も直線的に はな らず、 ま た、 器具の癸生する注入圧力 の変化状態も器具の構造に よ っ ては直線的にな ら ないが、 いず れに して も、 注入開始直後に最大注入圧力が必要と される よ う な状況は発生 し得ず、 ま た、 従来の器具では最終時点で注入圧 力が最大と な る こ と も あ り 得ない。

従来の器具を用いる補修方法の欠点を要約する と 、

① 注入圧力の発生挙動が注入に必要な圧力の変化の状態 と 全 く 逆行 し、 合理的でない。

② 注入圧力を一定に保持 して完全な注入を行う ために は、 常 時、 人力に よ る介入が必要と な っ て、 省力化する こ と はで き な レヽ

③ 高い注入圧力を得る ために は、 複雑かつ大形の器具を必要 と し、 ま た、 特殊技能者を常時必要と する 。

④ 注入圧力を長時間保持する こ と がで き ないから、 注入圧力 の不足に よ る不完全注入と なる場合があ り 、 それを確認で き な レヽ 。 - - - なお、 以上の こ と は、 コ ン ク リ 一 卜 に発生 したひび割れを補 修する場合のみな らず、 岩盤の亀裂や、 石材あ る いは レ ン ガ、 コ ン ク リ ー 卜 ブロ ッ ク建造物の 目地に生 じた亀裂の補修を行 う 場合において も全 く 同様であ る 。 発明の概要 本発明は上記事情に鑑み、 コ ン ク リ ー トや岩盤等の被補修物 に生じた亀裂の補修を合理的にかつ完全に行う こ と の でき る方 法を提供する こ と を 目的と している。

本発明は、 コ ン ク リ 一 トゃ岩盤等の被補修物に生じた亀裂の 内部に樹脂等の補修剤を注入して補修するに際 し、 形状記憶合 金からなる駆動源を備えてその形状回復力によ り 補修剤を前記 亀裂内に注入する よ う に構成された注入器具を使用する こ と に よ り 、 前記補修剤の亀裂内への注入圧力を、 注入を開始した後 漸次増大させてい ぐ どと- に 注-入圧-力"^ に-達 t ^-時 -が らその最大注入圧力を所定時間保持する こ と を特徴とする もの である。 そ して、 亀裂内から吸引を行う こ と に よ っ て亀裂内の 水や空気等の存在物を排除しつつ、 前記注入器具に よ り 亀裂内 への補修剤の注入を行う こ と が望ま しい。

本発明において用いる補修剤の注入器具は、 その注入圧力を 形状記憶合金の形状回復力を利用 して得る ものである。

形状記億効果を示す合金は多数知られてお り 、 N 【T i合金、 C u - A 1 - N i合金、 X u - Z n - A 1合金な どが代表的なも のである _c 形状記憶効果は、 熱弾性マルテ ンサイ 卜変態に基づ く も ので あ り 、 通常、 これらの合金をオー ステナイ ト相あるいは 相領 域から急冷処理をする こ と に よ り 得られる。 記憶合金の機械的 特性は温度に依存 し、 変態温度を境に して大幅に変化する。 変 態温度以下のマルテ ンサイ 卜相の状態では軟らか く 、 変態温度 以上の /? 相の状態では強度、 硬度は増加する 。 こ の よ う な性質 を有する ために、 マルテ ンサイ ト相の状態で変形を加え、 加熟 に よ り 3 相に して形状を復元する と き に大き な形状回復力を発 生する。 例えば、 C u - Z n - A 1合金では最大 3 5 K g / m m ²に も達 する。

こ の形状回復力はマルテ ンサ イ ト相に与えた変形量、 形状回 復量およ び加熱温度な どに よ り 決ま る 。 温度に注目 して考え る と 、 変態温度を基準に して これよ り 温度が高ければ高いほ ど形 状回復力は増加する 。 また、 記憶合金自体が一定の容量を持つ ている ため、 周囲温度に達する に は多少の時間を要する。 いず れに しても、 瞬時に温度が上昇する こ と はないので、 形状回復 力も 徐 々 に増加する こ と にな り 、 周囲温度が一定の場合には発 生する力は時間の関数と なる 。 また、 所定の温度に達 して形状 が復元 した後は、 温度を再び低下させない限 り 、 常に その回復 力を維持する も のであ る 。 図面の簡単な説明 第- 1一図-は H記憶合金から なる コ イ ルばねが加温された と き の応力発生状況を示す図出あ る。

第 2 図はその応力発生状況と 所要注入圧力の変化状況と の関 係を示す図であ る。

第 3 図は本発明に おいて使用する注入器具の一例を示す も の で、 ピ ス ト ン体が収縮 している状態の断面図出あ る 。 第 4 図は本発明において使用する注入器具の一例を示すもの で、 ピ ス ト ン体が伸びた状態の断面図である。

第 5 図は本発明において使用する注入器具の他の例を示すも ので、 形状記憶合金からなる容器が伸びている状態の断面図で ある。 .

第 6 図は本発明において使用する注入器具の他の例を示すも ので、 容器が渦巻き状に変形した状態の断面図である。

第 7 図は本発明において使用する注入器具のさ.らに他の例を 示ずも の で、 コィ ルばねが収縮 している状態の断面図である。

第 8 図は本発明において使用する注入器具のさ らに他の例を 示すもので、 コ イ ルばねが伸びた状態の断面図である。

第 9 図は本発明方法の一実施例を示すも ので、 作業，手順の フ ロ ー チ ヤ 一 卜 である。

第 1 0 図（ィ ）〜（二）は本発明方法の一実施例を示すも の で、 主な作業手順を工程順に示す図である。

第 1 1 図は本発明方法の他の実施例を示すもので、 この う ち

(ィ ）は吸引を行いつつ注入を行っている状態を示す図、 （口）は 吸引用 シ リ ン ダの拡大図である。

第 1 2 図ない し第 1 5 図はそれぞれ従来の注入器具を示す図 である。

第 1 6 図は従来の器具の注入圧力癸生状況と所要注入圧力の 変化状況と の関係を示す図である。

. 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明を実施する にあた っ ての原理について第 1 図、 第 2 図を参照 して説明する 。 形状記憶合金の応力発生の挙動の 一例を第 1 図に示す。 第 1 図は、 銅、 亜鉛、 アル ミ ニ ウ ム系（ Z n : 2 0 w t %、 A l : 6 w t % )の形状記憶合金に よ っ て製作され た コ イ ルばね（変態温度は約 0 °C )を、 - 1 8 °Cに冷却 して収縮 させてお き、 それが常温（周囲温度 1 5 . 5 °C )下で自然加温さ れて伸びた と き の応力発生曲線およ び温度変化曲線を示すも の であ る 。 コ イ ルばねの線材直径は 3 . 5 mm、 コ イ ル外径は収縮 時において 2 7 . 4 πιιη、 伸び時で 2 6 . 8 mm、 収縮時長さ は — 1 8 °Cにおいて 3 1 . 2 ram , 自 由伸び長さ は 1 5 . 5 °Cにおいて 8 — 0— — mmで.ある（いずれも実測平均値）。 この図から、 形状記憶 合金の応力の発生状況は、 その応力が最初は 0 であ るが温度が 上昇する に伴っ て序々 に上昇 し、 最大応力に達 したの ち はその 応力を連続 して保持する こ と がわかる。

こ の よ う な形状記憶合金の形状回復力を利用 して補修剤を注 入する よ う に した注入器具においては、 上述 した従来の器具の 欠点を有効に解消 し得る も のであ る 。 すなわち、 第 1 図に示さ れる よ う な特性のコ イ ルばねを使用 した場合、 その応力の発生 状況は第 1 6 図に示した所要注入圧力の変化曲線 2—丁ど同様 W 傾向を示すから、 こ の よ う な挙動で応力を発生する形状記憶合 金を注入応力の発生源と して利用 した と き 、 誠に都合良 く 理想 的な注入ができ る こ と に なる 。

こ の こ と について第 2 図を参照 して さ ら に説明する 。 第 2 図 は、 第 1 6 図 と 同様に、 横軸が 「注入開始から の経過時間も し く は注入長さ」 、 縦軸が 「器具の注入圧力」 および 「所要注入 圧力」 であ り 、 符号 2 5 は形状記憶合金のコ イ ルばねを用いた 器具の注入圧力の変化状態を示す曲線、 符号 2 1 は所要注入圧 力の変化状態を示す直線（第 1 6 図に示す直線 2 1 と同一のも の）である。 この図から、 必要な注入圧力の変化を示す直線 2 1 と形状記憶合金の応力発生上昇曲線 2 5 と はそれほ ど差異が 無 く 、 したがっ てエネルギの無駄も殆んど無 く 、 理想的な完全 注入が実現でき る こ とがわかる。

なお、 所要注入圧力の変化が上記 2 1 で示す直線と異なる場 合、 たと えば第 2 図に符号 2 1 ' , 2 1 で示すよ う な状態で 変化する場合においても、 同様に完全な注入力 ものであ る。 すなわち、 所要注入圧力が 2 1 ' のよ う に変化する場合に は、 最大所要圧力が必要と なっ た時点では既にコ ィ ルばねの注 入圧力が最大所要圧力にまで達していて、 その圧力がそのま ま 保持されているから、 当然必要な注入圧力やエネルギは得られ 完全な注入ができ る。 また、 2 1 /のよ う に変化する場合には 最大所要圧力が必要と なっ た時点ではコ イ ルばねの注入圧力が 未だその圧力には達 していないが、 所定時間が経過すればコ ィ ルばねの往入圧力が最大所望圧力に達し、 その後はそのま まの 圧力が保持されるので、 注入の完了時点が若干遅れるのみで完 全な注入が達成される こ と に変わ り はない。

以下、 本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

まず、 第 3 図ない し第 8 図を参照して、 本癸明方法において 使用 して好適な注入器具 Α , Β , に いて説明する。 それ の 注入器具 A , B ， C は、 いずれも形状記憶合金か ら な る駆動源を 備え、 その復元変形力に よ っ て補修剤と しての樹脂を亀裂内に 注入する よ う に構成された も の である。

第 3 図および第 4 図に模式的に示す注入器具 A は、 シ リ ン ダ 3 0 内に形状記憶合金からなる ビ ス ト ン体（駆動源） 3 1 を設置 し、 こ の ピ ス ト ン体 3 1 が変態点温度以上に加温される と 伸び る よ う に した も のであ っ て、 第 3 図に示すよ う に ビス ト ン体 3 1 を変態点温度以下に冷却 して収縮さ せておいて補修剤であ る 樹脂 2 を シ リ ン ダ 3 0 内に詰込み、 シ リ ン ダ 3 0 先端の注入口 3 2 を注入箇所に取付けたのち、 ピ ス ト ン体 3 1 を変態点温度 以上-に加温する一と 第 4 図に示すよ う に ピス 卜 - 依 - 1 -が-記憶 している状態に戻ろ う と して伸びてい き 、 これに よ り 樹脂 2 が 押 し出されてひび割れ（亀裂）に注入される よ う に な っ ている。 こ の注入器具では ビ ス ト ン体 3 1 の変形量が少ないため注入量 は少ないが、 高い注入圧力が得られる も のであ る。

次に、 第 5 図およ び第 6 図に示す注入器具 B は、 歯磨チ ュ ー ブ状の容器 4 0 を形状記憶合金に よ り 製作 して、 こ の容器 4 0 自体が変態点温度以上に加温される -と 渦巻 き 状に巻かれた状態 に戻る駆動源と された も のであ っ て、 こ の容器 4 0 を冷却 して 伸ば しておいてその内部に樹脂 2 を詰込んだ後、 その先端を注 入箇所に取付け、 しかる後に こ の容器 4 0 を加温する こ と に よ り 、 容器 4 0 が第 6 図に示すよ う に記憶 していた渦巻状の形状 に変形 して樹脂 2 が搾 り 出される よ う に な つ ている 。

また、 第 7 図およ び第 8 図に示す注入器具 C は、 注射器状の シ リ ン ダ 5 0 内に、 加温される と伸びて記憶している状態に戾 る形状記憶合金からなる コ イ ルばね（駆動源） 5 1 を配した構造 のもので、 そのコ イ ルばね 5 1 を冷却して収縮させておいて第 7 図に示すよ う に シ リ ン ダ 5 0 内に樹脂 2 を詰め込み、 コ イ ル ばね 5 1 が加温される と第 8 図に示すよ う に伸びて ビ ス ト ン 5 2 を前方に押し出すよ う に したものである。なお、符号 5 3 は シ リ ンダ先端に設けられた注入口、 5 4 は後部キ ヤ ッ プである。

こ の ほかに も種々の構造の注入器具が考え られるが、 形状記 憶合金の形状回復力を利用する これらの器具の注入圧力は、 全 て第 1 図に示したよ う な変化曲線に したがって変化する もので あって、 変態点温度以上に加温される と樹脂 2 の注入圧力が漸 次増大してい き、 最大注入圧力に達した後は、 変態点温度以下 に冷却されない限り そのま まの状態を保持する ものである。

なお、 上記各注入器具 A， B， C における各駆動源、 すなわち ピ ス ト ン体 3 1 、 容器 4 0 、 コ イ ルばね 5 1 の変態点温度は任 意に設定 して良いのであるが、 変態点温度を常温以下と してお けば、 気温に よ り 自然加温されるのみで自ずと形状回復力が得 られ、 また、 強制的に冷却 しない限 り 注入圧力を保持する ので そのよ う にする こ とが好ま しい。

次に、 上記第 7 図および第 8 図に示した注入器具 C を用いて コ ンク リ 一 卜 に生じたひび割れに樹脂を注入 して補修する場合 の作業手順について、 第 9 図および第 1 0 図を参照して説明す る。 この場合、 コ イ ルばね 5 1 の変態点温度は常温以下に設定 されている。 なお、 以下の説明文中の①〜⑨は、 第 9 図の フ ロ — チ ヤ一 ト における①〜⑨の符号に対応 している。

①まず、 第 1 0 図（ィ ）に示す よ う に、 セ メ ン ト 系止水剤ゃェ ポ キ シ樹脂の シ ー ル材 6 0 を用いてひび割れの表面を シ ー ルす る。 これは、 注入 した樹脂が漏れ出る こ と を防止する ためであ る。

②シール したひび割れの上か ら ド リ ルを用いて、 第 1 0 図（ 口 ）に示す よ う に、 た と えば直径 1 0 m m、 深さ 3 5 m m程度の孔 6 1 を形成する 。 複数の孔 6 1 …を並べて形成 して も良 く 、 そ の場合に はそれらの間隔をた と えば 2 Q 龍 ~ 2 5 m mと する こ と が良い。

③上記で削孔 した孔 6 1 の中へ注入座金 6 2 を ド ラ イ バー な どを用いてね じ込み、 壁面 と 面一と なる よ う に取付ける。 ネ ジ 部分に接着剤を着けてね じ込む と さ ら に良い。

④注入器具の シ リ ン ダ 5 0 内に樹脂 2 を必要量詰め込み、 第 1 0 図（ハ）に示すよ う に、 シ リ ン ダ 5 0 先端の注入口 5 3 を注 入座金 6 2 にね じ込んで取付ける。

⑤シ リ ン ダ 5 0 の後部キ ヤ ッ プ 5 4 を取外 し、 予め冷却 して 収縮さ せておいた形状記憶合金から なる コ イ ルばね 5 1 を第 1 0 図（二）に示す よ う に シ リ ン ダ 5 0 内の ピ ス ト ン 5 2 よ り 後部 側に装着 し、 後部キ ヤ ッ プ 5 4 を取付けて締込む。 これに よ り コ ィ ルばね 5 1 が自然加温されてその温度が変態点温度以上に 高ま る と 、 コ イ ルばね 5 1 は記憶 していた形状に戻ろ う と し て 徐々 に伸びてい き 、 これに よ つ て ビス ト ン 5 2 が前方に押さ れ て樹脂 2 がひび割れの中へ注入される 。 ⑥シ リ ン ダ 5 0 内の樹脂 2 が注入された ら、 所定の時間その ま ま放置する。 これに よ り 、 コ イ ルばね 5 1 の注入圧力は保持 されて樹脂 2 がひび割れの奥深 く まで到達する 。 その後、 シ リ ン ダ 5 0 を注入座金 6 2 カゝら取 り 外す。

⑦注入座金 6 2 に適宜の逆止栓をね じ込んで樹脂 2 がひび割 れ内から流れ ffiすこ と を防止する 。

⑧直ちに注入座金 6 2 の上から補修剤を塗布 して、 注入座金 6 2 付近を埋め戻す。

⑨コ ン ク リ ー 卜 の表面仕上げを行う 。

以上に よ り 1 サ イ ク ルの作業が終了するから、 続いて、

⑩伸びた コ イ ルばね 5 1 を シ リ ン ダ 5 0 内力、ら取 り 出 し、

⑪その コ イ ルばね 5 1 を適宜の冷却機に よ り 変態点温度以下 と なる まで冷却 した後、

@そのコ イ ルばね 5 1 を再び収縮さ せる。

そ して、 収縮さ せた コ イ ルバネ 5 1 を再びシ リ ン ダ 5 0 内に 装着 し（上記⑤の工程）、 以下、 上記の手順をひび割れの全長に わた っ て繰 り 返す。

なお、 上記⑤の工程において十分な注入圧が得られなかつ た 場合-に--は Y コ-ィ -ルば -ね 5—1: を -リーヶダ - 5 0 から取 り 出 し（工程

⑩）、 上記の工程 ® , @を経て コ イ ルばね 5 1 を再びシ リ ン ダ 5 0 内に装着 し、 注入を繰 り 返せば良い。

上記の方法に よれば、 コ イ ルばね 5 1 を シ リ ン ダ 5 0 内に装 着 した後は、 コ イ ルばね 5 1 が自然加温されて 自 ずと 伸びてい つ て樹脂 2 が押 し出 される から、 人力に頼る作業が一切不要で あ っ て省力化を図る こ と ができ る こ と は勿論の こ と 、 注入圧力 は時間の経過と と も に 自 ずと 上昇 してい き、 し力、も コ イ ルばね 5 1 に よ る注入圧力が長時間にわたっ て保持される ので、 注入 合致 した理想的な注入を行う こ と ができ、 ひび割れの奥 深 く まで完全にかつ確実に樹脂 2 を注入する こ と ができ る。

なお、 上記では コ イ ルばね 5 1 の変態点温度を常温よ り 下と し、 コ イ ルばね 5 1 が環境中で自然加温さ れる と 記憶 している 状態に戻っ て伸びる よ う に したが、 変態点温度を常温よ り 上に 設定 しておいて、 適宜の加熟源を用いて コ イ ルばね 5 1 を強制 的に加温する こ と でも 良 く 、 その場合、 加熱温度を調節する こ と に よ り 注入圧力の上昇曲線が最適な状態 と なる よ う に 自 由に 制御する こ と が可能である。 そ して、 こ の場合、 強制加熱を中 止して コ イ ルばね 5 1 を常温に ま で自然冷却すればコ イ ルばね 5 1 を容易に収縮さ せる こ と がで き る ので、 冷却機は不要であ る。

次に、 上記の注入器具 C を用 いる他の補修方法の例を第 1 1 図を参照 して説明する。 こ の方法は、 ひび割れ内に存在 してい る空気や水分を排除 しつつ、 樹脂を ひび割れ内に注入する よ う に したも ので、 ひび割れ内に多量の空気や水分が存在していて それ らの逃げ場がな く 、 そのま ま ではひび割れ内に十分に樹脂 を注入で き ない場合に採用 して好適な方法であ る。

こ の場合、 まず、 上記の方法の場合 と 同様にひび割れを気密 裡に シールする 。 そ して、 所定の距離をおいて少な く と も 2 つ の孔 7 0 , 7 1 を形成 し、 第 1 1 図（ィ ）に示すよ う に、 互いに 隣合う 2 つの孔 7 0 , 7 1 の う ちの一方の孔 7 0 には上記と 同 様に樹脂 2 を詰め込んだシ リ ン ダ 5 0 aを取 り 付ける と と も に、 他方の孔 7 1 には空の シ リ ン ダ 5 0 1)を取 り 付け、 こ の空の シ リ ン ダ 5 0 bの後部には、 第 1 1 図（口）に示すよ う に他の シ リ ン ダ 5 0 cを逆向 き に連結する。 そ して、 上記一方の シ リ ン ダ 5 0 a、 およ び他方の シ リ ン ダ 5 0 bの後部に連結された他の シ リ ン ダ 5 0 c内に、 それぞれ冷却 して収縮させておいた コ イ ル ばね 5 1 a， 5 1 1)を装着する。

する と 、 双方のコ イ ルばね 5 1 a , 5 l bが自然加温されて伸 びてい き、 その結果、 一方の シ リ ン ダ 5 0 aから は上記の場合 様 4 樹脂- 2- -がひび割れ-内に-押 し出 されるが、 他方の シ リ ン ダ 5 0 bの後部に連結された他の シ リ ン ダ 5 0 c内の ビ ス ト ン 5 2 cは後方側に移動 してその内部が減圧され、 これに伴い シ リ ン ダ 5 0 b内の ビス ト ン 5 2 bも後方側に移動 して シ リ ン ダ 5 0 b内が減圧され、 これに よ つ て、 ひび割れ内に存在 していた空 気や水分がシ リ ン ダ 5 0 1)内に吸引 されてい く 。

そ して、 一方の シ リ ン ダ 5 0 aから注入された樹脂 2 は、 ひ び割れ内を他方の シ リ ン ダ 5 0 b側に向かっ て流れてい き、 つ レヽに はその シ リ ン ダ 5 0 b内に流入 し、 これに よ つ て両ジ リ V ダ 5 0 a , 5 0 b間のひび割れ内に完全に樹脂 2 が注入された こ と が確認で き る。

次いで、 一方の シ リ ン ダ 5 0 aはそのま まの状態を所定時間 保持させてお き、 他方の シ リ ン ダ 5 0 bから は後部に連結 して いた シ リ ン ダ 5 0 c を取外 し、 内部に流入 した水分を除去 した 後、 シ リ ン ダ 5 0 b内に樹脂 2 を充填 し、 他の コ イ ルばね 5 1 c (図示せず）を装着する。

そ して、 上記の孔 7 1 に隣合っ て設けた他の孔（図示せず）に 上記と 同様に空の シ リ ン ダを取 り 付ける と と も に こ の シ リ ン ダ の後部に他の空の シ リ ン ダを連結 して、 収縮さ せておいた他の コ イ ルばねを装着 し、 今度はそれ らの シ リ ン ダに よ っ てひび割 れ内から空気や水分の除去を行いつつ、 上記の シ リ ン ダ 5 0 ¾ か らひび割れ内に樹脂 2 を注入する。 ·

上記の手順を順次繰 り 返すこ と に よ り 、 ひび割れ内に多量の 空気や水分が存在 していてその逃げ場がない場合でも、 ま た、 ひ-び れが長—い—場..合—であ つ.て も、 そのひび割れの全体にわた つ て完全に樹脂を注入する こ と ができ る。 そ して、 ひび割れ内へ の樹脂の注入圧力は、 上述 した実施例の場合と全 く 同様に注入 開始時点から漸次増大 してい き、 かつ、 注入完了後も大き な注 入圧力がそのま ま保持されるから、 ひび割れ内への樹脂の注入 を完全に行 う こ と がで き る も のであ る。

以上で詳細に説明 した よ う に、 本発明方法は、 形状記憶合金 から な る駆動源を備えてその形状回復力に よ っ て補修剤を亀裂 内に注入する よ う に された注入器具を使用する こ と に よ り 、 亀 裂への補修剤の注入圧力を漸次増大さ せてい く と と も に、 最大 注入圧力を所定時間保持する よ う に したから、 以下に列挙する よ う な優れた効果を奏する も のであ る 。

1 - 注入作業の省力化を図る こ と ができ る 。

形状記憶合金から なる駆動源のマ ルテ ンサイ ト 変態点温度を 常温よ り 低い温度と しておき、 これを変態点温度以下に冷却 し て自 由に変形させた状態と して注入器具を亀裂に取り 付けるの みで、 駆動源が気温に よ って加温されて自ずと記憶 している形 状に復元し、 これに伴い、 注入圧力が自ずと序々 に増大してい つて設計最高圧力に達し、 以後その圧力が保持されるから、 従 来の器具を用いる場合のよ う に人力によ る器具への入力や注入 圧力の低下に伴う補正な どの入力作業が全く 不要と な り 、 注入 作業の省力化を図る こ とができ る。

2 . 完全な注入を行う こ と ができ る。

従来においては、 注入が進行して補修剤が注入器具から押出 されるに伴って注入圧力が減衰するため、 注入最終段階におい ては大き な注入圧力を保持する こ とができず、 こ のため亀裂の 末端に空洞を残したまま補修剤が硬化して しま う恐れがあるの に対し、 本発明では、 注入最終段階においても圧力が全 く 低下 せず、 大き な注入圧力をいつまでも保持でき るので、 完全な注 入を行う こ と ができ る。 -

3 . 注入圧力を任意に設定する こ とができ る。

従来の各種注入器具では注入圧力を容易に変更する こ とがで き ないが、 本尧明では、 形状記憶合金からなる駆動源の機械的 特性を調節する こ とができ るので注入圧力を任意に設定する こ とができ る し、 また、 形状回復力の大き さの異なる他の駆動源 に交換して使用する こ とができ る。

亀裂内部から吸引を行う こ と に よ り 、 完全な注入を行う こ と ができ る。 ひび割れ内部に空気や水が存在 していてそれ らの逃げ場がな い場合には、 そのま まではひび割れ全体に完全に補修剤を注入 する こ と ができ ないが、 亀裂内部から吸引を行いつつ補修を行 う こ と に よ り 、 亀裂内の空気や水を排除 し得て亀裂の末端に至 る まで完全に補修剤を注入する こ と ができ る。

5 - 注入作業能率を向上さ せる こ と ができ る。

従来の器具を用いる場合においては人力に よ っ て弾性ばねを 縮めた り ゴム を伸ば した り する必要があ るのに対 し、 本発明で は、 温度を管理する のみで駆動源の形状回復力が得られ、 ま た 駆動源を変態点温度以下に冷却する のみで容易にかつ自 由 に変 形させる こ と がて き ^ので- s --作 者-の-労 - lr軽"^-て一き-る と ど-も に省力化がはかれ、 作業能率を飛躍的に向上させる こ と がで き る 。

6 - 安全性が極めて高い。

従来の器具を用いる場合に は、 弾性ばねやゴム を人力で引伸 ば した り 縮めた り する必要があ る ため、 また空気圧や液圧を使 用する ため、 誤っ て怪我をする等の危険が伴 う のに対 し、 本発 明に よ る場合に は、 温度が急激に変化 し ない限 り 形状回復力が 発生し得ず、 また、 その発生状況も緩慢であ るから、 大き な注 入圧力を発生する器具を用いる場合であ っ て も危険が作業者に 及ぶこ と は全 く ない。

7 . 高圧注入が容易にでき る。

人力に よ る入力を必要と せず、 温度の管理をする だけで高い 注入圧力が極めて容易に得られる ため、 複雑な装置や面倒な設 備、 技術熟練者を必要と せずに、 補修剤を高圧で注入する こ と ができ る。

Claims

請求の範囲

1 . コ ン ン ク リ ー トや岩盤等被補修物に生じた亀裂の内部に樹 脂等の補修剤を圧入 して補修する亀裂の補修方法において、

( a )前記補修剤を注入開始後に、 補修剤の注入圧力を漸次増 大さ せ る ス テ ッ プ と ；

( b )前記注入圧力が所定の圧力に達した後に、 該注入圧力を 所定時間ほぼ一定に保持する ス テ ッ プ； .

と を有する亀裂の補修方法。 .

2 . 前記注入圧力の漸増および所定圧力の保持が形状記憶合金 の復元力に よ ってもた らされる前記第 1 の請求項に記載の亀裂 の補修方法。

3 - 変態点温度以下で歪を与え られた前記形状記憶合金が、 変 態点温度以上に昇温される こ と に よ り 前記の復元力を髡揮する 前記第 2 の請求項に記載の亀裂の補修方法。 -

4 . 前記形状記憶合金の変態点温度は、 大気温度以下であ り 、 変態点温度以下で歪を与え られた前記形状記憶合金が、 大気雰 囲気に よ って昇温される こ と に よ り 復元力を発揮する前記第 3 の請求項に記載の亀裂の補修方法。

5 . 変態点温度以下で歪を与え られた前記形状記憶合金が、 過 熱装置に よ っ て昇温される こ と に よ り 復元力を発揮する前記第 3 の請求項に記載の亀裂の補修方法。

6 . 前記形状記憶合金はコ イ ルパネの形状である前記第 3 の請 求項に記載の亀裂の補修方法。

7 . 前記形状記憶合金は容器の形状であ り 、 前記補修剤は該容 器に収容さ 'れる前記第 3 の請求項に記載の亀裂の補修方法、

8 . コ ン ン ク リ ― ト ゃ岩盤等被補修物に生 じた亀裂の内部に樹 脂等の補修剤を圧入 して補修する亀裂の補修方法において、

( a )前記補修剤を注入開始後に、 補修剤の注入圧力を漸次増 大させる ステ ッ プと ；

( b )前記注入圧力が所定の圧力に達 した後に、 該注入圧力を 所定時間ほぼ一定に保持する ス テ ッ プと ；

( c )前記補修剤の注入と 同時に亀裂内から吸引する こ と に よ つ て亀裂内の存在物を排出する ステ ツ プ；

と を有する亀裂の補修方法。