(57)【要約】      （修正有）【課題】破砕対象物の穿孔深さのバラツキに左右されず、破砕対象物の表面に対して、容易に破砕を行うことを可能とし、破砕作業を極めて安全かつ効率良く行うことを可能とする静的破砕用補助具を提供する。【解決手段】破砕対象物に穿孔１を設け、該穿孔１内に膨張性破砕材を充填し、該破砕材の膨張により破砕対象物を破砕する静的破砕工法に用いる静的破砕用補助具において、穿孔１内に配置される底板３と、該底板より面積が大きくかつ穿孔外に配置される天板２０と、両者を連結する連結手段２３とを有し、該連結手段２３には、該底板を該天板に対して引き寄せて固定する固定手段２１を備える。【選択図】図３
2006272089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
破砕対象物に穿孔を設け、該穿孔内に膨張性破砕材を充填し、該破砕材の膨張により破砕対象物を破砕する静的破砕工法に用いる静的破砕用補助具において、
穿孔内に配置される底板と、
該底板より面積が大きくかつ穿孔外に配置される天板と、
両者を連結する連結手段とを有し、
該連結手段には、該底板を該天板に対して引き寄せて固定する固定手段を備えることを特徴とする静的破砕用補助具。
【請求項２】
請求項１に記載の静的破砕用補助具において、該天板は、穿孔口の面積より大きな面積を有することを特徴とする静的破砕用補助具。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の静的破砕用補助具において、該天板は、該連結手段に対して着脱自在に構成されることを特徴とする静的破砕用補助具。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の静的破砕用補助具において、該天板は、破砕対象物の穿孔側に該穿孔口を覆う凹部が形成されていることを特徴とする静的破砕用補助具。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の静的破砕用補助具において、該固定手段は、該底板を該天板に対して引き寄せる方向のみに該連結手段を移動可能とすることを特徴とする静的破砕用補助具。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の静的破砕用補助具において、該天板と該固定手段とが一体的に形成されていることを特徴とする静的破砕用補助具。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の静的破砕用補助具において、該膨張性破砕材は、透水性のある袋体内に収容されると共に、該底板と該天板との間に配置されることを特徴とする静的破砕用補助具。
【請求項８】
請求項７に記載の静的破砕用補助具において、該底板は、該袋体内に配置されていることを特徴とする静的破砕用補助具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静的破砕用補助具に関し、詳しくは、破砕対象物に穿孔を設け、該穿孔内に膨張性破砕材を充填し、該破砕材の膨張により破砕対象物を破砕する静的破砕工法に用いる静的破砕用補助具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、塩害や長期使用による老朽化による補修または改修が必要な道路や橋梁等のコンクリート面を破砕して補修する方法として、ピックハンマやブレーカ等を用いる方法やウォータージェット工法等の、機械的に衝撃振動を加えコンクリート面を破砕する方法が採用されている。前記破砕方法は振動を伴う作業であり、コンクリート等の粉塵が発生し作業環境が悪化する等の問題があり、更に、橋梁等の構造物の下方面あるいは垂直面の破砕作業は、非常な労力を必要としている。またウォータージェットによるはつり作業は装置が大規模なものとなり、後片付けに手間がかかる上、コストが高い。特に、水中におけるコンクリート構造物の破砕には、作業面で大変な手間がかかっている。
また、これらの方法は機械的な衝撃振動が発生するため、コンクリート補修の必要部分のみではなく不必要部分の内部に亀裂が生じる可能性や、鉄筋等の補強部材に損傷を与える可能性があるという問題があった。
【０００３】
これに対し、セメント等の膨張材を破砕材として用いてコンクリート等の構造体を静的に破砕する方法が、提案されている。特許文献１乃至特許文献３においては、特に、破砕対象物に充填された破砕材の吹き出し防止や、破砕材の膨張圧力を有効に利用するため、破砕対象物に設けられた穿孔内において、破砕材を天板と底板とからなる２つの板状体の間に保持する構成が開示されている。
【特許文献１】特開昭６０−８５１９３号公報
【特許文献２】特開昭６１−３６４６３号公報
【特許文献３】特開平９−２３４３８９号公報
【０００４】
図１は、従来の破砕材の保持の様子を示したものである。図１のように、穿孔１の内部に、底板３と天板４を棒状又は紐状のつなぎ材である連結手段で構成される補助具を配置すると共に、該底板３と該天板４との間に、膨張性破砕材２を配置する。この構成により、該破砕材２が膨張することにより、上下方向の圧力は、底板３及び天板４により抑圧され、穿孔口からの破砕材の吹き出しが効果的に抑制される。しかも、この底板３及び天板４の作用により、内部圧力は、穿孔部の穿孔方向に対する垂直な方向（図１の横方向）に主に作用することとなり、破砕対象物を容易に破砕することが可能となる。この際の穿孔１の内壁等に作用する圧力の状態を、図２に示す。
【０００５】
しかしながら、従来のものは、膨張性破砕材の上方向の圧力により天板４が浮き上がるのを防止するため、底板と天板との各面積を同じに構成しており、しかも、膨張性破砕材を底板３と天板４とにより、漏れが無いよう保持する必要があり、図１に示すように天板の位置が、穿孔１の内部に配置されていた。しかも、破砕対象物に穿孔１を形成する場合には、角欠けや穿孔機の軸ぶれなどにより、穿孔口に欠け部６が生じ易く、天板４の位置は、より一層、穿孔１の内部に配置されることとなっていた。
【０００６】
このような従来の補助具を利用する場合には、穿孔１の内部における穿孔方向に対し垂直な方向の圧力分布を見ると、図２の１０に示すように、穿孔方向の中央部分を中心とする圧力分布１０となり、穿孔口付近（欠け部６近傍）には、殆ど膨張圧が付与されていないこととなる。
【０００７】
上記問題を解決するため、本出願人は、以下の特許文献４において、破砕対象物に穿孔を設け、該穿孔内に膨張性破砕材を充填し、該破砕材の膨張により破砕対象物を破砕する静的破砕工法に用いる静的破砕用補助具において、穿孔内に配置される底板と、該底板より面積が大きくかつ穿孔外に配置される天板と、両者を連結する連結手段とを有することを特徴とする静的破砕用補助具を提案した。
【特許文献４】特願２００４−２９２８５９号（出願日：平成１６年１０月５日）
【０００８】
特許文献４に係る発明は、破砕対象物の表面に対して効率良く圧力を付与することが可能となるため、破砕を容易に行うことを可能とした。本発明者らはこの静的破砕用補助具について鋭意研究を重ねた結果、静的破砕用補助具の天板から底板までの長さ（以下、「スティック長」という。）と、破砕対象物の穿孔深さとの関係には、次のような問題があることを見出した。
【０００９】
（１）天板を底板方向に押し付けて装填する場合には、穿孔の深さにより膨張性破砕材の充填性が大きく変化する。このため、破砕効果の発現性にバラツキが生ずる。
（２）スティック長より穿孔の深さが深い場合には、天板を押し込んでも膨張性破砕材が横方向（押し込む方向に対して垂直な方向）に広がらず、静的破砕用補助具を穿孔内に固定できない上、破砕対象物の表面付近の充填率を高くできない。
（３）スティック長より穿孔の深さが浅い場合には、天板が破砕対象物から浮き上がり、飛び出しが大きい場合には施工時の仮押さえが難しい。しかも、底板が穿孔下面に到達しているため、穿孔下面へ膨張圧が作用し、横方向に働く膨張圧力が低減すると共に、破砕対象物の深部方向に余分な負荷が加わることとなる。
（４）スティック長に対し±２ｍｍ以下の穿孔を正確に開けることは、技術的に難しい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、上記問題を解決し、破砕対象物の穿孔深さのバラツキに左右されず、破砕対象物の表面に対して、容易に破砕を行うことを可能とし、破砕作業を極めて安全かつ効率良く行うことを可能とする静的破砕用補助具を提供することである。
また、静的破砕用補助具の施工時の仮押さえが容易又は不要となり、より効率良く破砕作業を行うことを可能とし、さらには、破砕対象物の穿孔下面への膨張圧の影響を抑制した静的破砕用補助具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、破砕対象物に穿孔を設け、該穿孔内に膨張性破砕材を充填し、該破砕材の膨張により破砕対象物を破砕する静的破砕工法に用いる静的破砕用補助具において、穿孔内に配置される底板と、該底板より面積が大きくかつ穿孔外に配置される天板と、両者を連結する連結手段とを有し、該連結手段には、該底板を該天板に対して引き寄せて固定する固定手段を備えることを特徴とする。
ここで、静的破砕とは、岩石やコンクリート構造体等の建造物の全部もしくは一部を破砕することをいうものとする。
【００１２】
また、請求項２に係る発明では、請求項１に記載の静的破砕用補助具において、該天板は、穿孔口の面積より大きな面積を有することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項３に係る発明では、請求項１又は２に記載の静的破砕用補助具において、該天板は、該連結手段に対して着脱自在に構成されることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項４に係る発明では、請求項１乃至３のいずれかに記載の静的破砕用補助具において、該天板は、破砕対象物の穿孔側に該穿孔口を覆う凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項５に係る発明では、請求項１乃至４のいずれかに記載の静的破砕用補助具において、該固定手段は、該底板を該天板に対して引き寄せる方向のみに該連結手段を移動可能とすることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項６に係る発明では、請求項１乃至５のいずれかに記載の静的破砕用補助具において、該天板と該固定手段とが一体的に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項７に係る発明では、請求項１乃至６のいずれかに記載の静的破砕用補助具において、該膨張性破砕材は、透水性のある袋体内に収容されると共に、該底板と該天板との間に配置されることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項８に係る発明では、請求項７に記載の静的破砕用補助具において、該底板は、該袋体内に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る発明により、連結手段には、底板を天板に対して引き寄せて固定する固定手段を備えるため、破砕対象物の穿孔深さをスティック長より深くなるように穿孔を行うだけで、静的破砕用補助具を穿孔内に装填後、底板を天板に対して引き寄せるだけで、破砕対象物の表面付近の充填率を高めることが可能となる。これにより、穿孔深さのバラツキに左右されず、破砕対象物の表面に対して、容易に破砕を行うことを可能とし、破砕作業を極めて安全かつ効率良く行うことを可能とする静的破砕用補助具を提供することができる。
また、天板が破砕対象物の表面に密着しているため、静的破砕用補助具の施工時の仮押さえが容易又は不要となり、より効率良く破砕作業を行うことが可能となり、さらには、破砕対象物の穿孔下面と底板との間に隙間が形成されるため、穿孔下面に膨張圧が加わることもない。
【００２０】
本発明においても特許文献４と同様に、静的破砕用補助具において、天板が穿孔外に配置されるため、穿孔の口部付近にも破砕材の膨張圧力を効果的に付与することができ、破砕対象物の表面側からクラックなどの破砕が進むこととなる。つまり、破砕は（１）表面にクラックが発生する、（２）クラックが内部に伝播する、の２段階で進行する。表面に膨張圧をかけることにより、上記（１）の表面クラックの発生を早め、結果として破砕スピードを上げることができる。
【００２１】
請求項２に係る発明により、天板は穿孔口の面積より大きな面積を有するため、穿孔の口部を天板が覆うこととなり、天板に押さえられた膨張性破砕材は、穿孔の口部付近にもより効果的に付与されることとなる。
【００２２】
請求項３に係る発明により、天板は連結手段に対して着脱自在に構成されるため、天板を取り外して、底板と連結手段（例えば、つなぎ材など）を予め穿孔内に配置し、膨張性破砕材を充填した後、天板を該連結手段に取り付けることが可能となる。また、後述する袋体に収容された膨張性破砕材を取り扱う場合でも、該袋体に対し連結手段を貫通させたり、あるいは袋体内に底板と連結手段を収容した後、膨張性破砕材を袋内に充填し、天板を取り付けることも可能となる。さらに、穿孔口の大きさに適合した天板を選択し、連結手段に連結することもでき、各種の作業における作業性や破砕効率の改善を図ることができる。
【００２３】
請求項４に係る発明により、天板は破砕対象物の穿孔側に穿孔口を覆う凹部が形成されているため、天板付近の膨張性破砕材の収容量を増加でき、穿孔の口部付近の膨張圧力をより高めることが可能となる。
【００２４】
請求項５に係る発明により、固定手段は、底板を天板に対して引き寄せる方向のみに連結手段を移動可能とするため、連結手段を引っ張り、底板を天板に引き寄せるだけで、容易に膨張性破砕材の充填率を高める作業を行うことが可能となる。
【００２５】
請求項６に係る発明により、天板と固定手段とが一体的に形成されているため、静的破砕用補助具の部品点数を削減できると共に、天板を押さえながら連結手段を引っ張るだけで、容易に充填作業ができ、作業効率も高くなる。
【００２６】
請求項７に係る発明により、膨張性破砕材は透水性のある袋体内に収容されるため、破砕材の取扱いが容易な上、補助具である底板と天板との間に配置することも、極めて容易に行うことができ、破砕作業の作業性を一層改善することが可能となる。底板、天板と一体化した膨張性破砕材を水に浸し使用することにより、強アルカリを示す膨張性破砕材を安全に使用することができる。
【００２７】
請求項８に係る発明では、底板は袋体内に配置されているため、底板や膨張性破砕材を袋体に収容するための開口の他に、余分な開口を袋体に形成することが無いため、作業時などに、袋体から膨張性破砕材が漏れ出す危険性を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に係る静的破砕用補助具を以下の好適例により説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明の静的破砕用補助具は、破砕対象物に穿孔を設け、該穿孔内に膨張性破砕材を充填し、該破砕材の膨張により破砕対象物を破砕する静的破砕工法に用いる静的破砕用補助具において、穿孔内に配置される底板と、該底板より面積が大きくかつ穿孔外に配置される天板と、両者を連結する連結手段とを有し、該連結手段には、該底板を該天板に対して引き寄せて固定する固定手段を備えることを特徴とする。
【００２９】
図４は、袋体２５の内部に不図示の膨張性破砕材を収容し、静的破砕用補助具を取り付けた概略図である。
具体的には、袋体２５内に、連結手段である連結用具２３を取り付けた底板３を挿入し、該袋体を静的破砕材で満たす。袋体２５の開口は、ヒートシールなど適切な締結手段により閉塞し、袋体２５から突出する連結用具２３には、天板２０、固定手段２６及び連結用具を引っ張るための牽引手段２４が取り付けられる。
【００３０】
膨張性破砕材を、不織布や繊維状のネットなどのように透水性のある袋体に収容し、カプセル状に小分けして用いる方法が、簡便であり、作業者への安全性も高い。
また、図４に示した以外に、カプセル状の膨張性破砕材に対し、連結用具を貫通装着することも可能であるが、この場合には、袋体の連結用具が貫通した箇所には、開口が形成され、該開口から中の膨張性破砕材が洩れる危険性も高くなるため、図４に示すように、袋体内に、底板３等を収容することが好ましい。
【００３１】
図４の補助具を取り付けた膨張性破砕材は、図５及び図７に示すように、破砕対象物に形成した穿孔１の内部に設置される。
穿孔深さＨは、静的破砕用補助具の天板２０から底板３（袋体の底面であっても良い）までの長さ（スティック長）ｈより深く開ける。
次に、静的破砕用補助具は、穿孔１に装填後（図７（ａ）参照）、連結用具２３を引っ張り、底板３を天板２０に対して引き寄せ、両者間に配置される膨張性破砕材２の充填密度を高めるよう調整する（図７（ｂ）参照）。この充填作業により、破砕材の膨張圧力の発生を早め、さらに、穿孔方向と垂直な方向（図の横方向）により高い膨張圧力を効果的に発生させることが可能となる。
【００３２】
上述のように連結用具２３を引っ張る際に、連結用具２３は固定手段２１に対して相対的に上方に移動するが、後述するように固定手段２１に、連結用具２３の移動を一方向（上方）のみの移動可能とする構成を付加することにより、引っ張り力を解放しても、連結用具２３が元の位置に戻ることができないため、容易に静的破砕用補助具を穿孔内に固定することが可能となる。
【００３３】
なお、膨張性破砕材を収容する袋体と一体化された静的破砕用補助具は、図７（ａ）に示すように、破砕対象物の穿孔１に挿入されるが、この際に、底板３及び連結用具の一部並びに膨張性破砕材２を収容する袋体の外径ｄを、穿孔１の内径Ｄより小さくすることにより、静的破砕用補助具を円滑に穿孔１内に挿入することが可能となる。その後、連結用具２３を操作し、底板３を天板２０に近接させることにより、袋体全体が図の上下方向に圧縮され、これに伴い袋体に収容された膨張性破砕材２は横方向にも広がり、結果として、図７（ｂ）に示すように、穿孔内部を破砕材２で充填することが可能となる。
【００３４】
また、天板２０と破砕対象物の表面との位置関係については、穿孔深さＨがスティック長ｈより深いため、天板２０が破砕対象物の表面に密着し、施工時に、テープなどで仮押さえすることが容易となる。また、上述のように容易に充填率を高めることができるため、場合によっては仮押さえも不要となる。
【００３５】
静的破砕用補助具を穿孔内に固定した後、膨張性破砕材に水を添加し、破砕材の膨張反応を開始させる。なお、水の添加時期に関しては、補助具などの穿孔内への装着がすべて終了した時点で行う場合に限らず、水を添加した状態で、袋体２５を穿孔１内に収容させたり、袋体２５を穿孔１内に収容し、底板３を天板２０に引き付ける前に加水することも可能である。
【００３６】
固定手段２６としては、連結用具２３を所定の位置に固定できるものであれば、いかなる構成でも採用できるものであるが、例えば、図５に示すように、連結用具２３の少なくとも片面に鋸状の突起を形成し、該突起と係合する爪２８を固定手段に配置することで、連結用具２３は固定手段２６に対して一方向（上方）のみに移動可能となり、他方向（下方）へは移動禁止されることとなる。これにより、連結用具２３を引っ張り、その後、引張力を開放しても連結用具２３が元の位置に戻ることは無いため、静的破砕用補助具の固定作業を容易に行うことができる。
【００３７】
また、このような固定手段は、天板２０と一体的に形成することも可能であり、一体的に形成することで、静的破砕用補助具の部品点数を削減でき、穿孔内への補助具の装填作業も、天板２０を押さえながら連結用具２３を引っ張るだけ簡単に行うことが可能となる。
さらに、固定手段として、天板２０の連結用具２３が貫通する開口の幅を、連結用具２３に形成された鋸状の突起の最大幅より狭くすることでも、容易に構成することができる。固定手段については、当該技術分野において公知の各種技術が適用できることは言うまでも無い。
【００３８】
本発明に係る静的破砕用補助具については、各種の構成を付加することが可能であり、例えば、天板２０には、山座金などを利用し、破砕対象物の穿孔１側に穿孔口を覆う凹部を形成し、天板付近の膨張性破砕材の収容量を増加させ、穿孔の口部付近の膨張圧力をより高めることも可能である。なお、天板２０の形状については、種々のものが利用できるが、例えば、図６に示すように、天板３０として円状平板を利用する場合でも、天板の強度及び面積を調整し、天板により膨張性破砕材２の圧力を、穿孔１の口部周辺に付与することが可能である。
【００３９】
次に、以上のように穿孔内に充填された静的破砕用補助具の破砕の原理について、図３により説明する。
破砕対象物に設けられた穿孔１に対し、穿孔１の下面７から離れた位置に底板３が配置されている。連結用具２３の上部には、天板２０が固定手段２１により連結され、天板２０と底板３との間には、膨張性破砕材が穿孔内部に充填されている。
【００４０】
図３のように、天板は、底板の面積より大きく、好ましくは、穿孔１の口部の面積より大きな面積を有するよう構成すると共に、該天板２０を穿孔１外に配置することで、穿孔１の欠け部６が発生している穿孔口部付近にも、十分な膨張性破砕材を充填配置できる。そして、破砕材の膨張圧力は、天板２０により、上方圧力が抑えられ、穿孔口の周辺に対して、従来のものより格段に強い破砕力を発生させることが可能となる。参考までに、穿孔方向に対して垂直な方向の圧力分布２２を、図３に模式的示す。
【００４１】
図３のように、本発明では、底板の面積より天板の面積が大きくなるため、破砕材の膨張で底板に加わる下方の力より、天板に加わる上方の力が大きくなり、天板が浮き上がることが懸念されるが、実際には、破砕材の横方向の膨張により、破砕材と穿孔１の内壁面との摩擦力が増加するため、天板の浮き上がりは、殆ど無いことが確認されている。
【００４２】
このように、穿孔の口部付近にも破砕材の膨張圧力を効果的に付与することで、破砕対象物の表面側へのクラック発生を加速することができ、結果として破砕スピードを上げることができる。
しかも、図３に示すように穿孔下面７の付近には隙間が形成されるため、穿孔下面７には全く膨張圧が掛らない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上の説明のように、本発明によれば、破砕対象物の穿孔深さのバラツキに左右されず、破砕対象物の表面に対して、容易に破砕を行うことを可能とし、破砕作業を極めて安全かつ効率良く行うことを可能とする静的破砕用補助具を提供することが可能となる。
また、静的破砕用補助具の施工時の仮押さえが容易又は不要となり、より効率良く破砕作業を行うことを可能とし、さらには、破砕対象物の穿孔下面への膨張圧の影響を抑制した静的破砕用補助具を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】従来の静的破砕用補助具を利用した破砕工法を示す図である。
【図２】図１の破砕材による内部圧力の状態を示す模式図である。
【図３】本発明に係る静的破砕用補助具を用いた場合の破砕材による内部圧力状態を示す模式図である。
【図４】膨張性破砕材を収容した袋体に本発明に係る静的破砕用補助具を装着した状態を示す図である。
【図５】図４の静的破砕用補助具を穿孔１内に収容した状態を示す図である。
【図６】天板に円状平板を利用した場合の静的破砕用補助具の装填状態を示す図である。
【図７】本発明に係る静的破砕用補助具を穿孔に挿入し、破砕材を穿孔内に充填する様子を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  破砕対象物に形成された穿孔
２  膨張性破砕材
３  底板
４，２０，３０  天板
５，２３  連結用具
６  欠け部
１０，２２  圧力分布
２５  袋体
２１，２６  固定手段
【図１】
2006272089.tif 000003
【図２】
2006272089.tif 000004
【図３】
2006272089.tif 000005
【図４】
2006272089.tif 000006
【図５】
2006272089.tif 000007
【図６】
2006272089.tif 000008
【図７】
2006272089.tif 000009