(57)【要約】【課題】フレッシュな状態及び硬化した状態で優れた性質を有するとともに耐爆裂性の良好なポリマーセメントモルタルを作成するには、例えば特殊なポリマーを用いる必要があったり、ポリマーの添加量の微妙な調整が必要になる等の条件が必要となる。そこで、耐火性が要求されるコンクリート構造物の補修をポリマーセメントモルタルを使用して簡単に行えるようにする。【解決手段】本発明のコンクリート構造物の補修方法は、コンクリート構造物を補修するためのポリマーセメントモルタルとして、ポリマーセメントモルタル中に含まれる有機物の単位容積質量が４４．３ｋｇ／ｍ３以下のポリマーセメントモルタルを用いた。【選択図】図２
2014227726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物を補修するためのポリマーセメントモルタルとして、ポリマーセメントモルタル中に含まれる有機物の単位容積質量が４４．３ｋｇ／ｍ３以下のポリマーセメントモルタルを用いたことを特徴とするコンクリート構造物の補修方法。
【請求項２】
補修対象となるコンクリート構造物の表面にこて塗りによりポリマーセメントモルタル層を複数層形成したことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物の補修方法。
【請求項３】
最終層のポリマーセメントモルタル層の１つ前のポリマーセメントモルタル層の表面にメッシュを設けて当該メッシュを補修対象となるコンクリート構造物に固定した剥落防止手段を形成した後、当該剥落防止手段の表面が覆われるように最終層のポリマーセメントモルタル層をこて塗りして形成したことを特徴とする請求項２に記載のコンクリート構造物の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマーセメントモルタルを用いたコンクリート構造物の補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリマーセメントモルタルをコンクリート構造物の補修材として使用することが知られている（例えば特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１２０１２１号公報（段落０００２；００３６等参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ポリマーセメントモルタルは、一般的に、ポリマーの含有率が大きくなると、フレッシュな状態では、ワーカビリティー、保水性、ブリーディング及び材料分離に対する抵抗性に優れた性質を有するようになるとともに、硬化した状態では、曲げおよび引張強度と伸び能力が増大し、接着性、水密性能（防水性）、中性化及び塩化物イオン浸透に対する抵抗性、耐凍結融解性能、耐衝撃性、耐摩耗性、耐薬品性などに優れた性質を有するようになる一方で、爆裂しやすくなると言われている。
具体的には、ポリマーセメントモルタルは、ポリマー／結合材比（以下、Ｐ／Ｂ比という）が４％以上になると、爆裂しやすくなると言われている。
耐火性が要求されるコンクリート構造物を補修するための補修材としてポリマーセメントモルタルを使用する場合には、耐爆裂性の良好なポリマーセメントモルタルを用いる必要がある。
しかしながら、上述したようにフレッシュな状態及び硬化した状態で優れた性質を有するとともに耐爆裂性の良好なポリマーセメントモルタルを作成するには、例えば特殊なポリマーを用いる必要があったり、ポリマーの添加量の微妙な調整が必要になる等の条件が必要となり、ポリマーセメントモルタルを使用して耐火性が要求されるコンクリート構造物の補修を行うことは普及していないのが現状である。
本発明は、耐火性が要求されるコンクリート構造物の補修をポリマーセメントモルタルを使用して簡単に行えるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のコンクリート構造物の補修方法によれば、コンクリート構造物を補修するためのポリマーセメントモルタルとして、ポリマーセメントモルタル中に含まれる有機物の単位容積質量が４４．３ｋｇ／ｍ３以下のポリマーセメントモルタルを用いるようにしたので、有機物の単位容積質量を調整することによってフレッシュな状態及び硬化した状態で優れた性質を有するとともに耐爆裂性の良好なポリマーセメントモルタルを簡単に作成でき、耐火性が要求されるコンクリート構造物の補修を当該ポリマーセメントモルタルを使用して簡単に行えるようになる。
また、補修対象となるコンクリート構造物の表面にこて塗りによりポリマーセメントモルタル層を複数層形成したので、補修対象となるコンクリート構造物とポリマーセメントモルタル層との一体性が高まるとともに、コンクリート構造物の補修部分の耐火性能が良好になる。また、ポリマーセメントモルタル層を複数層形成することによって、コンクリート構造物の補修部分の厚さを所定（所望）の厚さに容易に形成できるようになる。
さらに、最終層のポリマーセメントモルタル層の１つ前のポリマーセメントモルタル層の表面にメッシュを設けて当該メッシュを補修対象となるコンクリート構造物に固定した剥落防止手段を形成した後、当該剥落防止手段の表面が覆われるように最終層のポリマーセメントモルタル層をこて塗りして形成したので、表面層の剥落防止効果の高いコンクリート構造物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ポリマーセメントモルタル中に含まれる有機物の単位容積質量が４４．３ｋｇ以下のポリマーセメントモルタルを用いてかぶり厚さ不足を補修した鉄筋コンクリート構造物を示す断面図。
【図２】各試験体に用いたポリマーセメントモルタルの組成及び各試験体の耐火試験の結果を示す図。
【図３】耐火性能試験後の各試験体の損傷状態を撮影した画像を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本発明者らは、ポリマーセメントモルタルの耐火性能を低下させている原因はポリマーの存在だけではなく、ポリマーセメントモルタル中の有機物の総量に依存しているのではないかということに着目して実験を重ねた結果、ポリマーセメントモルタル中に含まれる有機物の単位容積質量を少なくすることで耐爆裂性の良好なポリマーセメントモルタルを得ることができることを実証した。特に、ポリマーセメントモルタル中に含まれる有機物の単位容積質量が４４．３ｋｇ／ｍ３以下のポリマーセメントモルタルの耐爆裂性が良好であることを実証した。
そこで、コンクリート構造物を補修するためポリマーセメントモルタルとして、ポリマーセメントモルタル中に含まれる有機物の単位容積質量が４４．３ｋｇ／ｍ３以下のポリマーセメントモルタルを用いてコンクリート構造物の補修を行うようにした。
【０００８】
実施形態では、セメント、細骨材、水と、ポリマー、膨張材、ポリプロピレン混和剤、ポリカルボン酸系混和剤、ポリオキシアルキレングリコール混和剤、メチルセルロース混和剤、ポリオキシアルキレングリコール誘導体混和剤、スターチエーテル系混和剤等とを混錬してポリマーセメントモルタルを作成するに際し、Ｐ／Ｂ比４％以上で、かつ、ポリマーセメントモルタル中に含まれる有機物の単位容積質量が４４．３ｋｇ以下のポリマーセメントモルタルを作成し、かぶり厚さ（鉄筋コンクリート構造物のコンクリートの表面から鉄筋の表面までのコンクリートの厚さ）が不足する鉄筋コンクリート構造物の表面に当該ポリマーセメントモルタルをこて塗りすることによって鉄筋コンクリート構造物のかぶり厚さを確保するための鉄筋コンクリート構造物の補修を行った。尚、結合材（Ｂ）＝セメント＋膨張材＝粉体である。また、ポリマーは、アクリル・酢ビ・ベオバ共重合体を用いた。
【０００９】
例えば、以下の各ステップに基づいて鉄筋コンクリート構造物のかぶり厚さ不足を補修した。
（１）補修対象となる鉄筋コンクリート構造物の表面をグラインダー等の研削機械を用いて目荒らし加工する目荒らし加工ステップ。
（２）目荒らし加工された鉄筋コンクリート構造物の表面にポリマーセメントモルタルをこて塗りする直前に、鉄筋コンクリート構造物の表面とポリマーセメントモルタルとの接着力を向上させためのプライマーを塗布するプライマー塗布ステップ。
（３）鉄筋コンクリート構造物の表面にプライマーを塗布した後に、こて塗りするポリマーセメントモルタルの付着性を高めるための下ごすり（ポリマーセメントモルタルを強くこするように薄く（例えば３ｍｍ〜５ｍｍ程度）こて塗りすること）を行うとともに、１層目のポリマーセメントモルタル層（例えば１０ｍｍ程度）をこて塗りして形成する１層目こて塗りステップ。
（４）下ごすり及び１層目のポリマーセメントモルタル層のこて塗り作業を行った翌日以降に、２層目以降のポリマーセメントモルタル層をこて塗りして形成する２層目以降こて塗りステップ。
（５）２層目以降こて塗りステップにおいて、最終層のポリマーセメントモルタル層の１つ前のポリマーセメントモルタル層を形成した後に、当該最終層の１つ前のポリマーセメントモルタル層の表面に剥落防止手段を設け、その後、剥落防止手段の表面が覆われるように最終層のポリマーセメントモルタル層をこて塗りして形成する最終ステップ。
尚、上記剥落防止手段は、ポリマーセメントモルタル層の表面にメッシュ（格子金網）を設けて当該メッシュをワッシャ及びアンカーを用いて鉄筋コンクリート構造物に固定した構成である。メッシュとしては、例えば、比較的線径が細く（例えば１．２ｍｍ）、網目が小さい（例えば２３．８ｍｍ）メッシュを用い、アンカーとしては、例えば、プラグ不要のコンクリートアンカー（コンクリートに下孔を形成して当該下孔のコンクリート壁に切り込むようにねじ込まれるアンカー）を用いた。
【００１０】
実施形態による鉄筋コンクリート構造物の補修方法により補修した鉄筋コンクリート構造物の一例として、補修対象となる鉄筋コンクリート構造物の表面に、上述した各ステップに従った補修方法によって３層のポリマーセメントモルタル層を形成してかぶり厚さを確保した鉄筋コンクリート構造物の断面を図１に示す。
尚、図１中、１は補修対象の鉄筋コンクリート構造物、２は鉄筋、３は補修対象となる鉄筋コンクリート構造物１の表面に施された目荒らし、４はプライマー、５は下ごすりされた部分、６は１層目のポリマーセメントモルタル層、７は２層目のポリマーセメントモルタル層、８は３層目（最終層）のポリマーセメントモルタル層、９は剥落防止手段、１０はメッシュ、１１はアンカー、１２はワッシャである。
【００１１】
実施形態によれば、有機物の量を調整してポリマーセメントモルタル中に含まれる有機物の単位容積質量が４４．３ｋｇ以下のポリマーセメントモルタルを作成し、かぶり厚さが不足する鉄筋コンクリート構造物１の表面に当該ポリマーセメントモルタルをこて塗りすることによって鉄筋コンクリート構造物１のかぶり厚さを確保するための鉄筋コンクリート構造物１の補修を行ったので、有機物の単位容積質量を調整することによって、フレッシュな状態では、ワーカビリティー、保水性、ブリーディング及び材料分離に対する抵抗性に優れた性質を有するようになるとともに、硬化した状態では、曲げおよび引張強度と伸び能力が増大し、接着性、水密性能（防水性）、中性化及び塩化物イオン浸透に対する抵抗性、耐凍結融解性能、耐衝撃性、耐摩耗性、耐薬品性などに優れた性質を有し、かつ、耐爆裂性の良好なポリマーセメントモルタルを簡単に作成でき、耐火性が要求されるコンクリート構造物１のかぶり厚さを確保するための補修を当該ポリマーセメントモルタルを用いて簡単に行えるようになる。
また、実施形態では、補修対象となるコンクリート構造物１の表面にこて塗りによりポリマーセメントモルタル層を３層形成したので、補修対象となるコンクリート構造物１とポリマーセメントモルタル層との一体性が高まるとともに、コンクリート構造物１の補修部分の耐火性能が良好になる。
さらに、実施形態による補修方法によってかぶり厚さ不足が補修されたコンクリート構造物１は、剥落防止手段９を備えるので、表面層の剥落防止効果の高いコンクリート構造物を得ることができる。
尚、補修対象となるコンクリート構造物の表面にこて塗りによりポリマーセメントモルタル層を２層以上形成し、かつ、最終層のポリマーセメントモルタル層の１つ前のポリマーセメントモルタル層の表面にメッシュを設けて当該メッシュを補修対象となるコンクリート構造物に固定した剥落防止手段を形成した後、当該剥落防止手段の表面が覆われるように最終層のポリマーセメントモルタル層をこて塗りして形成すれば、コンクリート構造物１の補修部分の耐火性能が良好になるとともに、表面層の剥落防止効果の高いコンクリート構造物を得ることができる。また、ポリマーセメントモルタル層を複数層形成することによって、コンクリート構造物の補修部分の厚さの調整が容易となり、コンクリート構造物の補修部分の厚さを所定（所望）の厚さに容易に形成できるようになる。
【００１２】
耐火性能を確認するため、ポリマーセメントモルタル中に含まれる有機物の単位容積質量がそれぞれ異なるように作成された６種類のポリマーセメントモルタルを用いて補修を行ったコンクリート構造物の６つの試験体を作成して、耐火性能試験を行った結果を図２に示す。
試験体１乃至試験体６で使用したポリマーセメントモルタルは、セメント、細骨材、水と、ポリマー、膨張材、ポリプロピレン混和剤、ポリカルボン酸系混和剤、ポリオキシアルキレングリコール混和剤、メチルセルロース混和剤、ポリオキシアルキレングリコール誘導体混和剤、スターチエーテル系混和剤等とを混錬して作成した。
尚、図２に示した有機物の単位容積質量は、ポリマーセメントモルタルに含まれる、ポリマー、ポリプロピレン混和剤、ポリカルボン酸系混和剤、ポリオキシアルキレングリコール混和剤、メチルセルロース混和剤、ポリオキシアルキレングリコール誘導体混和剤、スターチエーテル系混和剤の総量、即ち、ポリマーセメントモルタルに含まれる全有機物の総量を単位容積当り（１ｍ３当り）の質量に換算した量であって、換言すれば、ポリマーセメントモルタルに含まれる単位容積当りの総有機物量のことである。
試験体１乃至試験体６で使用したポリマーセメントモルタルは、ポリマーとしてアクリル・酢ビ・ベオバ共重合体を用い、当該ポリマーの単位容積質量を３５ｋｇ／ｍ３とした。
【００１３】
各試験体１〜６は、図１に示した構造と同じように、コンクリート構造物の表面に、３層のポリマーセメントモルタル層がこて塗り作業により形成された構成のものを用いた。各ポリマーセメントモルタル層の厚さはそれぞれ１０ｍｍとした。
補修を行ったコンクリート構造物の大きさは、縦１１００ｍｍ、横１１００ｍｍ、厚さ１２０ｍｍの正四角形のコンクリート板であり、この縦１１００ｍｍ、横１１００ｍｍの正四角形の２つの板面のうちの一方の板面にポリマーセメントモルタルをこて塗りすることで補修を行った試験体を作成した。
耐火性能試験は、大型パネルの板面に６つの試験体のポリマーセメントモルタル層側とは反対側の板面を固定した状態で、この６つの試験体を固定した大型パネルを加熱炉に入れ、６つの試験体を同条件でＩＳＯ８３４に規定された標準加熱曲線に従って３時間加熱し、その後、試験体のコンクリート板が最高温度に達するまで加熱炉内で自然冷却した。
図３に、耐火性能試験後の各試験体１〜６の損傷状態を撮影した画像を示した。
【００１４】
図２；図３からわかるように、
・有機物の単位容積質量が４９．４ｋｇのポリマーセメントモルタルを用いて補修を行った試験体１の加熱後の補修部の損傷状態の評価はIV、
・有機物の単位容積質量が５４．５ｋｇのポリマーセメントモルタルを用いて補修を行った試験体２の加熱後の補修部の損傷状態の評価はＶ、
・有機物の単位容積質量が４３．８ｋｇのポリマーセメントモルタルを用いて補修を行った試験体３の加熱後の補修部の損傷状態の評価はIII、
・有機物の単位容積質量が４７．８ｋｇのポリマーセメントモルタルを用いて補修を行った試験体４の加熱後の補修部の損傷状態の評価はIV、
・有機物の単位容積質量が４０．５ｋｇのポリマーセメントモルタルを用いて補修を行った試験体５の加熱後の補修部の損傷状態の評価はＩ、
・有機物の単位容積質量が４４．３ｋｇのポリマーセメントモルタルを用いて補修を行った試験体６の加熱後の補修部の損傷状態の評価はIIIであった。
【００１５】
尚、上記評価Ｉ〜Ｖで示す補修部の損傷状態は以下の通りである。
Ｉ；ひび割れは発生するが、剥落や爆裂が無い状態。
II；爆裂が無く、メッシュよりも表層部分のみに部分的な剥落が発生している状態。
III；メッシュよりも表層部分のみに部分的な剥落や爆裂が発生している状態。
IV；部分的にメッシュよりも内部側においても爆裂が発生している状態。
Ｖ；メッシュよりも内部側がほぼ全面的に爆裂している状態。
また、図２に示した耐火性能の評価は以下の通りである。
◎；補修部の損傷状態がＩに相当して耐火性能が非常に良いことを示す。
○；補修部の損傷状態がII〜IIIに相当して耐火性能が良いことを示す。
×；補修部の損傷状態がIV〜Ｖに相当して耐火性能が悪いことを示す。
【００１６】
耐火試験の結果によれば、ポリマーセメントモルタル中に含まれる有機物の単位容積質量が４４．３ｋｇ以下のポリマーセメントモルタルを用いた試験体５；３；６では、メッシュよりも内部側において爆裂が発生せず（補修部の損傷状態がＩ〜IIIに相当）、コンクリート構造物の補修部分の耐火性能が良好であることが実証された。
換言すれば、ポリマーセメントモルタル中に含まれる有機物の単位容積質量が４４．３ｋｇ以下のポリマーセメントモルタルは、建築基準法施行令第７９条第２項に規定される部材と同等な性能を有することが実証された。
従って、当該ポリマーセメントモルタルを鉄筋コンクリート構造物の鉄筋に対するコンクリートのかぶり厚さ不足を補修するための補修部材として用いることによって、耐火性が要求されるコンクリート構造物のかぶり厚さを確保するための補修を簡単に行える。
【００１７】
また、図３から分かるように、各試験体１乃至試験体６を補修部の損傷が少ない順に並べると、試験体５、試験体３、試験体６、試験体４、試験体１、試験体２である。即ち、これは、使用したポリマーセメントモルタル中に含まれる有機物の単位容積質量が少ない順と一致しており（図２参照）、ポリマーセメントモルタル中に含まれる有機物の単位容積質量が少ないポリマーセメントモルタルを用いるほど、コンクリート構造物の補修部分の耐火性能（耐爆裂性）が良好になることが実証された。
【００１８】
また、試験体１乃至試験体６で使用したポリマーセメントモルタルは、いずれもポリオキシアルキレングリコール混和剤の単位容積質量を１０ｋｇ／ｍ３以下とした。特に、試験体５で使用したポリマーセメントモルタルは、ポリオキシアルキレングリコール混和剤の単位容積質量を０とし、試験体６で使用したポリマーセメントモルタルは、ポリオキシアルキレングリコール混和剤の単位容積質量を、試験体１乃至試験体４で使用したポリマーセメントモルタルのポリオキシアルキレングリコール混和剤の単位容積質量のほぼ半分とした。
図２；図３に示すように、ポリオキシアルキレングリコール混和剤の単位容積質量が少ないポリマーセメントモルタルを使用した試験体５；６は、耐火性能に優れた試験体となった。この結果から、ポリマーセメントモルタル中に含まれるポリオキシアルキレングリコール混和剤の単位容積質量が５ｋｇ／ｍ３以下で、かつ、ポリマーセメントモルタル中に含まれる有機物の単位容積質量が４４．３ｋｇ以下のポリマーセメントモルタルを使用すれば、コンクリート構造物の補修部分の耐火性能（耐爆裂性）が良好になり、耐火性が要求されるコンクリート構造物の補修を簡単に行えることがわかった。
【００１９】
また、試験体６で使用したポリマーセメントモルタルは、ポリマーを除いた有機物の単位容積質量が４４．３−３５＝９．３ｋｇ／ｍ３であるから、ポリマーセメントモルタルとして、ポリマーを除いた有機物の単位容積質量（９．３ｋｇ／ｍ３）がポリマーの単位容積質量（３５ｋｇ／ｍ３）の２６．６％を超えない量であるポリマーセメントモルタルを用いれば、コンクリート構造物の補修部分の耐火性能（耐爆裂性）が良好となることが判明した。
また、試験体５で使用したポリマーセメントモルタルは、ポリマーを除いた有機物の単位容積質量が４０．５−３５＝５．５ｋｇ／ｍ３であるから、ポリマーセメントモルタルとして、ポリマーを除いた有機物の単位容積質量（５．５ｋｇ／ｍ３）がポリマーの単位容積質量（３５ｋｇ／ｍ３）の１５．７％を超えない量であるポリマーセメントモルタルを用いれば、コンクリート構造物の補修部分の耐火性能（耐爆裂性）がさらに良好となることが判明した。
即ち、ポリマーセメントモルタル中に含まれる有機物の単位容積質量が４４．３ｋｇ以下で、かつ、ポリマーを除いた有機物の単位容積質量（９．３ｋｇ／ｍ３）がポリマーの単位容積質量（３５ｋｇ／ｍ３）の２６．６％を超えない量であるポリマーセメントモルタルを作成し、当該ポリマーセメントモルタルを用いてコンクリート構造物を補修することによって、コンクリート構造物の補修部分の耐火性能（耐爆裂性）が良好になり、耐火性が要求されるコンクリート構造物の補修を簡単に行えるようになる。
【００２０】
尚、本発明のコンクリート構造物の補修方法は、耐火性能を要求される鉄筋コンクリート構造物の柱、梁、壁、床等の鉄筋に対するコンクリートのかぶり厚さ不足の補修、あるいは、耐火性能を要求される鉄筋コンクリート構造物の柱、梁、壁、床等の断面修復用の補修、その他の耐火性能を要求されるコンクリート構造物の補修に適用可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１  補修対象の鉄筋コンクリート構造物、６〜８  ポリマーセメントモルタル層、
９  剥落防止手段、１０  メッシュ。
【図１】
2014227726.tif 000003
【図２】
2014227726.tif 000004
【図３】
2014227726.tif 000005