(57)【要約】【課題】  コンクリートおよび／またはモルタルに予め穿設したあと施工アンカー埋設用下孔に注入し含浸させて用いる、コンクリートおよび／またはモルタル組織を緻密化、強化するための材の提供。【解決手段】  アルカリ金属ケイ酸塩と水を含有する溶液であることを特徴とする、埋設固定されたあと施工アンカーの引抜き強度を増大させるための引抜き強度増強材。コンクリートおよび／またはモルタルに予め穿設したあと施工アンカー埋設用下孔に注入し含浸させて用いる。前記の材は、アルカリ金属ケイ酸塩として、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウムから選ばれた1種またはそれ以上を含有する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ金属ケイ酸塩と水を含有する溶液であることを特徴とする、埋設固定されたあと施工アンカーの引抜き強度を増大させるための引抜き強度増強材。
【請求項２】
コンクリートおよび／またはモルタルに予め穿設したあと施工アンカー埋設用下孔に注入し含浸させて用いる、請求項１に記載の引抜き強度増強材。
【請求項３】
前記下孔に注入し含浸した後、あと施工アンカーを埋設固定することにより、あと施工アンカーの引抜き強度を増大させるための、請求項１または２に記載の引抜き強度増強材。
【請求項４】
前記引抜き強度増強材が、アルカリ金属ケイ酸塩として、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウムから選ばれた1種またはそれ以上を含有する、請求項１ないし３のいずれかに記載の引抜き強度増強材。
【請求項５】
前記引抜き強度増強材が、ＳｉＯ２換算で５〜３０重量％の範囲でアルカリ金属ケイ酸塩を含有する、請求項１ないし４のいずれかに記載の引抜き強度増強材。
【請求項６】
前記引抜き強度増強材が、ケイ酸／アルカリ金属のモル比（ＳｉＯ２／Ｍ２Ｏ：ＭはＮａ、Ｋ、Ｌｉから選ばれる１種またはそれ以上）０．８〜５．０の範囲でアルカリ金属ケイ酸塩を含有する、請求項１ないし５のいずれかに記載の引抜き強度増強材。
【請求項７】
あと施工アンカーが、金属系アンカー、その他のアンカーから選ばれる、請求項１ないし６のいずれかに記載の引抜き強度増強材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の引抜き強度増強材を、コンクリートおよび／またはモルタルに予め穿設したあと施工アンカー埋設用下孔に注入し含浸させることを特徴とする、埋設固定されたあと施工アンカーの引抜き強度を増大させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、あと施工アンカーの施工技術に係り、コンクリートおよび／またはモルタルに埋設固定されたあと施工アンカーの引抜き強度増強材、および埋設固定されたあと施工アンカーの引抜き強度を増大させる方法に関する。さらに詳しくは、本発明は鉄筋コンクリート、プレキャストコンクリート、ＡＬＣ（軽量気泡コンクリート）パネル、各種サイディングなどのセメントを原料とするコンクリートおよび／またはモルタルに、建造物の付属物品、装飾物品、あるいは設備装置などを設置、固定するための起点となる、埋設固定されたあと施工アンカーの引抜き強度増強材および増強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート、プレキャスト、ＡＬＣパネル、各種サイディングなどのモルタルまたはコンクリート躯体に建造物の付属物品、装飾物品、あるいは設備装置などを設置、固定するためのアンカー類を設けるために、あと施工によりアンカー類を設置することは従来行われてきたところである。アンカー類の設置方法としては、例えば、設置するアンカーや孔の形状構造に特徴を有するものであって、既設コンクリートのアンカー孔壁の深さ方向に、所定の溝間隔で周面溝が形成されたアンカー孔に、鉄筋先端を圧接加工して形成された膨らみ部を整形した定着部を有するアンカー筋を建て込み、アンカー筋の周囲を充填材で満たしてアンカー筋を孔内に保持させる方法が提案されている（特許文献１）。こうしたアンカーを孔内に固定するために使用される固定材料としては、無機材料系あるいは高分子材料系アンカー材料が知られており、例えば、超速硬セメント、シリカフューム、リチウム塩と骨材を主成分とする粉体と水とを含有し、前記超速硬セメント１００質量部に対して、シリカフュームを０．５〜５．０質量部、リチウム塩を０．５〜５．０質量部含有する無機系アンカー材料であり、２０℃および８０℃におけるアンカー筋の付着強度が、一般社団法人日本建築あと施工アンカー協会（ＪＣＡＡ）の「あと施工アンカー試験方法」に準拠して測定して２０Ｎ／ｍｍ２以上の付着強度を有する材料（特許文献２）などが提案されている。
【０００３】
また、タッピングねじ類を使用してコンクリート躯体に他の部材を取り付ける方法としては、例えば、金属支柱に付孔を穿ける。矢控金具の基端雌ねじ部に、タッピングねじの基端部をねじ込み固定する。矢板控金具の外周部に六角ボックススパナを装着するための工具装着部を設ける。電気ドリルにより矢板控金具を回転させ、タッピングねじを取付孔に強制的にねじ込む。これらの工程によりコンクリート型枠が保持される方法が提案されている（特許文献３)。
【０００４】
また、底部に拡張部と頭部に拡張部を拡張するためのボルト部とを有する金属製の拡張型アンカーを使用し、コンクリート躯体の表面に穿設した下孔にこの拡張型アンカーの底部側を挿入して、アンカーのボルト部を螺進させて拡張部を拡張させることにより、このアンカーをコンクリート躯体に固定すると共に、このアンカーを介してコンクリート躯体と仕上げ材などとを取付固定する工法が知られている。
例えば、先端側に設けた拡開部により、下孔にアンカリングされる金属製のアンカー本体と、拡開部を内側から拡開させるコーン部と、拡開部の外周面に固着され、アンカー本体よりも高硬度の粒子状材を含む喰込み部と、を備えたあと施工アンカー（特許文献４）や、拡張アンカーの本体の拡張部を拡張固定する心棒打込式においては、心棒の先端部を拡張後分離できるよう構成すると共に先端部の分離側の位置を、拡張用コーン打込式においては拡張後のコーンの本体内部側の位置を、それぞれ拡張部の直交して設けた切断面形成内に位置するよう先端部またはコーンの長さを定め、テーパー部付ボルトまたはコーンナット付ボルトによる本体打込式または締付式においては、中空ボルトを使用するよう構成した拡張アンカー（特許文献５）が提案されている。
【０００５】
さらに、拡張型アンカーの引抜き強度が高く、コンクリート躯体と仕上げ材との取付強度が優れた拡張型アンカーの埋設固定方法として、例えば、底部に拡張部と頭部に前記拡張部を拡張するための雄ネジ部または雌ネジ部とを有する拡張型アンカーを前記軽量気泡コンクリートパネルに埋設固定する方法であって、軽量気泡コンクリートパネルの表面に穿設した下孔に弱アルカリ性樹脂エマルジョンを加圧注入する工程と、弱アルカリ性樹脂エマルジョンが硬化する前に下孔に拡張型アンカーを底部側から挿入する工程と、拡張型アンカーの雄ネジ部または雌ネジ部に雌ネジまたは雄ネジを螺進させて拡張部を拡張させることによりこの拡張型アンカーを下孔内に固定する工程とからなる拡張型アンカーの埋設固定方法（特許文献６）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−７９７２０号公報
【特許文献２】特開２０１６−１７９９２１号公報
【特許文献３】特開平０８−３０３００４号公報
【特許文献４】特開２０１５−３６５７１号公報
【特許文献５】特開２００１−９０７１７号公報
【特許文献６】特開２００８−１１１２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
コンクリートおよび／またはモルタルのあと施工アンカー埋設用下孔は、振動ドリルなどで空孔を予め穿孔することで行われている。
しかしながら、空孔の内壁面、および開口部表面は、ドリル穿孔時の振動、圧迫などにより微細亀裂が入り脆くなること、また、あと施工アンカーの埋設固定の際の締め付け圧力により、孔内壁面に割れが更に生じることがある。そのために、あと施工アンカーのコンクリートおよび／またはモルタルへの接合が充分に行われ難く、接合強度の長期間にわたる維持が困難となるケースがしばしば発生する。その結果、あと施工アンカーを利用して設置した物品の脱落などの事故原因となる問題点があった。
本発明は、従来のこうした技術の問題点を解消するものであり、コンクリートおよび／またはモルタルに予め穿設したあと施工アンカー埋設用下孔に注入し含浸させて用いる、コンクリートおよび／またはモルタル組織を緻密化、強化するための材を提供することを目的とする。
さらに詳しくは、微細亀裂などの損傷をうけたあと施工アンカー埋設用下孔のコンクリートおよび／またはモルタル組織を緻密強化することで、あと施工アンカーの引抜き強度を増大させ、施工後、長期間にわたって荷重が作用しても、その保持力を確保することができる引抜き強度増強材、および埋設固定されたあと施工アンカーの引抜き強度を増大させる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、次の（１）ないし（７）の埋設固定されたあと施工アンカーの引抜き強度を増大させるための引抜き強度増強材を要旨としている。
（１）アルカリ金属ケイ酸塩と水を含有する溶液であることを特徴とする、埋設固定されたあと施工アンカーの引抜き強度を増大させるための引抜き強度増強材。
（２）コンクリートおよび／またはモルタルに予め穿設したあと施工アンカー埋設用下孔に注入し含浸させて用いる、上記（１）に記載の引抜き強度増強材。
（３）前記下孔に注入し含浸した後、あと施工アンカーを埋設固定することにより、あと施工アンカーの引抜き強度を増大させるための、上記（１）または（２）に記載の引抜き強度増強材。
（４）前記引抜き強度増強材が、アルカリ金属ケイ酸塩として、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウムから選ばれた1種またはそれ以上を含有する、上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の引抜き強度増強材。
（５）前記引抜き強度増強材が、ＳｉＯ２換算で５〜３０重量％の範囲でアルカリ金属ケイ酸塩を含有する、上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の引抜き強度増強材。
（６）前記引抜き強度増強材が、ケイ酸／アルカリ金属のモル比（ＳｉＯ２／Ｍ２Ｏ：ＭはＮａ、Ｋ、Ｌｉから選ばれる１種またはそれ以上）０．８〜５．０の範囲でアルカリ金属ケイ酸塩を含有する、上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の引抜き強度増強材。
（７）あと施工アンカーが、金属系アンカー、その他のアンカーから選ばれる上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の引抜き強度増強材。
【０００９】
また、本発明は、次の（８）の埋設固定されたあと施工アンカーの引抜き強度を増大させる方法を要旨としている。
（８）上記（１）〜（７）のいずれかに記載の引抜き強度増強材を、コンクリートおよび／またはモルタルに予め穿設したあと施工アンカー埋設用下孔に注入し含浸させることを特徴とする、埋設固定されたあと施工アンカーの引抜き強度を増大させる方法。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明により、コンクリートおよび／またはモルタルに埋設固定されたあと施工アンカーの引抜き強度を増大させるための引抜き強度増強材およびコンクリートおよび／またはモルタルに埋設固定されたあと施工アンカーの引抜き強度を増大させる方法を提供することができる。
なお、ここで言うコンクリートおよび／またはモルタルとは、鉄筋コンクリート、プレキャストコンクリート、ＡＬＣパネル、各種サイディングなどのセメントを原料とするものであり、以後、『コンクリートおよび／またはモルタル』のことを単にコンクリートと呼び、また『あと施工アンカー埋設用下孔』のことを単に下孔と呼ぶ。
【００１１】
本発明の引抜き強度増強材を予め穿設した下孔に注入、含浸した後に、あと施工アンカーを埋設固定すると、その引抜き強度が増大する機構は、詳細なことは不明であるが、下記のことが考えられる。
（１）下孔を振動ドリル等で穿孔すると、その振動、圧迫などにより下孔の内壁面、および開口部表面に微細亀裂が入り脆くなる。このダメージを受けた下孔に本発明の引抜き強度増強材を注入含浸することにより、アルカリ金属ケイ酸塩の成分であるシリカとコンクリートの原料であるセメント成分のカルシウムが結合してできるケイ酸カルシウムが微細亀裂内部で生成し、脆くなった組織を緻密強化し、コンクリートの強度を増強する。
（２）あと施工アンカーの埋設固定の際の打ち込みや締め付け圧力により、下孔の内壁面に微細亀裂が更に生じる。この場合も、予め下孔内に注入含浸されている引抜き強度増強材が（１）の時と同様にして、脆くなった組織を緻密強化し、コンクリートの強度を増強する。
（３）下孔内部のあと施工アンカー表面とコンクリート表面に挟まれた空隙において、引抜き強度増強材のアルカリ金属ケイ酸塩の成分であるアルカリ金属がコンクリートの各種組成成分と再編成反応し、接着剤的な物質が生成して、この空隙を緻密に充填する。
以上の機構により、あと施工アンカーの引抜き強度が増大すると考えられる。
そのために、建築用部材などをコンクリート表面に設置するために用いられるあと施工アンカーを強固に埋設固定でき、長期間にわたりその強度を維持することができるので、パネル、防水シート、タイルなどの建築用部材や機器類の設置、その剥離、落下の防止が効果的に行われる。例えば、建物装飾用のパネルの係留金具、防水シートの係留金具、タイルパネルあるいはタイルの係留金具、タイルの剥落防止用係留金具、看板の係留金具、トンネル内に設置する案内板、案内灯、換気扇などの係留金具などを設置するために用いられるあと施工アンカーをコンクリート表面に長期安定に、強固に設置することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、アルカリ金属ケイ酸塩と水を含有する溶液であることを特徴とする、コンクリートに埋設固定されたあと施工アンカーの引抜き強度を増大させるための引抜き強度増強材、およびそれを用いたコンクリートに埋設固定されたあと施工アンカーの引抜き強度を増大させる方法に関するものである。本発明により、あと施工アンカーを長期間にわたり強固にコンクリートに固定することが可能となり、このアンカーを起点として様々な建築用部材や機器類を設置することができる。
【００１３】
以下、本発明が適用されるあと施工アンカーと本発明である引抜き強度増強材の調製方法及びあと施工アンカーの埋設固定方法について説明する。
【００１４】
［あと施工アンカー］
一般社団法人日本建築あと施工アンカー協会（ＪＣＡＡ）により『あと施工アンカー』は、金属系アンカー、接着系アンカー、その他のアンカー類の三種類に分類されている。この中で本発明が適用されるあと施工アンカーは、接着系アンカーを除く、金属系アンカーとその他のアンカー類である。すなわち、コンクリートに予め穿設した下孔に挿入した後、下孔内のアンカーの拡張部を拡張させて孔内壁と圧接することにより機械的に固定する方式のアンカーおよび下孔に直接ねじ込む方式のアンカーである。
上記金属系アンカーは、金属拡張アンカーで代表され、アンカーの拡張部を拡張させる方式により、打込み方式と締付け方式に大別される。この金属拡張アンカーは、コンクリートに予め穿設した下孔の中でその拡張部が拡張し、孔壁に機械的に圧接固定するものの総称である。
拡張部を拡張する方法として芯棒打ち込み式、内部コーン打ち込み式、本体打ち込み式、スリーブ打ち込み式、コーンナット式、ウエッジ式など様々な方式がある。
上記その他のアンカー類に分類される本発明が適用されるアンカーは、ねじ固定式のコンクリートビスあるいは、タッピングビスと通称される、プラグを介さずに直接、コンクリートに予め穿設した下孔に捻じ込むアンカーである。
【００１５】
［引抜き強度増強材の調製方法］
本発明で使用される埋設固定されたあと施工アンカーの引抜き強度を増大させるための引抜き強度増強材は（ａ）アルカリ金属ケイ酸塩と（ｂ）水を主成分とするものである。
コンクリートに予め穿設した下孔に注入された引抜き強度増強材に含有される（ａ）アルカリ金属ケイ酸塩は、下孔穿孔の際に生じた振動ドリル等による振動、圧迫などにより生じた微細亀裂、およびあと施工アンカーの埋設固定の際の打ち込みや締め付け、捻じ込み圧力により新たに生じた微細亀裂の内部で、そのシリカ成分がコンクリートの原料であるセメント成分のカルシウムと反応してケイ酸カルシウムとなる。このケイ酸カルシウムが脆くなった下孔内壁周辺のコンクリート組織を緻密強化し、さらに、下孔に埋設固定されたあと施工アンカー表面とコンクリート表面に挟まれた空隙において、そのアルカリ金属成分がコンクリートの各種組成成分と再編成反応することにより接着剤的な物質が生成して、この空隙を緻密に充填するという働きする。一方、（ｂ）水は、（ａ）アルカリ金属ケイ酸塩の溶媒および希釈材の働きをする。
【００１６】
本発明で使用するアルカリ金属ケイ酸塩は、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウムの三種類であり、この内から１種またはそれ以上が選択できる。
以下、これらのアルカリ金属ケイ酸塩について説明する。
【００１７】
[ケイ酸ナトリウム]
ケイ酸ナトリウムは、一般にＮａ2Ｏ・ｎＳｉＯ2・ｍＨ2Ｏの分子式で表され、係数ｎは、モル比と呼ばれ、含有するＮａ2Ｏに対するＳｉＯ2のモル濃度比であり次式で示される。
モル比ｎ＝（ＳｉＯ2含有量％/ＳｉＯ2分子量）/（Ｎａ2Ｏ含有量％/Ｎａ2Ｏ分子量）
モル比が、０．５の場合は、オルトケイ酸ナトリウム、１の場合はメタケイ酸ナトリウムと呼ばれ、これらは結晶性であり、通常、粉末の形態である。それ以上のモル比の場合は、非結晶性であり、モル比を連続的に変化させることが可能で、一般に水ガラスやケイ酸ソーダと呼ばれる水溶液の形態である。しかし、スプレードライによる粉末の形態もある。
上記分子式中の係数ｍは、各種形態のケイ酸ナトリウムの水分量を表し、Ｎａ2Ｏに対する水分Ｈ2Ｏのモル数の比を示している。
ケイ酸ナトリウムは、現在モル比ｎ＝０．５〜４程の範囲で製造、市販されている。なお、モル比が４以上のケイ酸ナトリウムは、その水溶液を陽イオン交換樹脂で処理し、ナトリウムイオンをイオン交換除去すること等により製造することができる。
ＪＩＳ規格では、１号ケイ酸ナトリウム（ＳｉＯ２  ３５〜３８％、Ｎａ２Ｏ  １７〜１９％）、２号ケイ酸ナトリウム（ＳｉＯ２  ３４〜３８％、Ｎａ２Ｏ  １４〜１５％）、３号ケイ酸ナトリウム（ＳｉＯ２  ２６〜３０％、Ｎａ２Ｏ  ９〜１０％）、１種メタケイ酸ナトリウム（ＳｉＯ２  ２７．５〜２９％、Ｎａ２Ｏ  ２８．５〜３０％）、２種メタケイ酸ナトリウム（ＳｉＯ２  １９〜２２％、Ｎａ２Ｏ  ２０〜２２％）が規定されていて、モル比ｎは約１〜３．４の範囲にあるが、本発明では、モル比が０．８〜４．０であれば使用できる。
【００１８】
[ケイ酸カリウム] 
本発明で使用されるケイ酸カリウムは、一般式Ｋ２Ｏ・ｎＳｉＯ２・ｍＨ２０で表され、ケイ酸ナトリウムと同様に、モル比ｎは次式で示される。
モル比ｎ＝（ＳｉＯ2含有量％/ＳｉＯ2分子量）/（Ｋ2Ｏ含有量％/Ｋ2Ｏ分子量）
現在工業的に製造、販売されているケイ酸カリウムは、モル比が約２〜４．４の水溶液であり、溶接棒被覆材のバインダー、洗剤・石けんの原料、接着被膜風化防止剤などに使用されているため入手することは容易である。本発明では、これらが使用できる。
【００１９】
［ケイ酸リチウム］
本発明で使用されるケイ酸リチウムは、一般式Ｌｉ２Ｏ・ｎＳｉＯ２・ｍＨ２０で表され、モル比ｎは次式で示される。
モル比＝（ＳｉＯ2含有量％/ＳｉＯ2分子量）/（Ｌｉ2Ｏ含有量％/Ｌｉ2Ｏ分子量）
ケイ酸リチウムとして、ＳｉＯ２  ２０％、Ｌｉ２Ｏ  １〜３％、モル比  ３．５〜７．５の範囲のものが市販されているが、本発明では、これらが使用できる。
【００２０】
本発明の引抜き強度増強材は、アルカリ金属ケイ酸塩をＳｉＯ２換算で５〜３０重量％含有し、ケイ酸／アルカリ金属のモル比（ＳｉＯ２／Ｍ２Ｏ：ＭはＬｉ、Ｋ、Ｎａから選ばれる１種またはそれ以上）が０．８〜５．０の範囲にあることが好ましい。
さらに好ましくは、アルカリ金属ケイ酸塩をＳｉＯ２換算で８〜２０重量％含有し、ケイ酸／アルカリ金属のモル比（ＳｉＯ２／Ｍ２Ｏ：ＭはＮａ、Ｋ、Ｌｉから選ばれる１種またはそれ以上）が０．９〜４．０の範囲にあることが好ましい。
その理由は、アルカリ金属ケイ酸塩をＳｉＯ２換算で３０重量％を超えて含有すると、粘度が高くなり、コンクリート内部への浸透が遅くなり好ましくない。また、５重量％未満では、下孔の脆くなったコンクリート組織を緻密強化するケイ酸カルシウムの生成が少なくなり、十分にコンクリートの強度を増強できないからである。
また、ケイ酸／アルカリ金属のモル比（ＳｉＯ２／Ｍ２Ｏ：ＭはＮａ、Ｋ、Ｌｉから選ばれる１種またはそれ以上）が５．０を超えると、ケイ酸成分自身の重合度が高くなるため、ケイ酸カルシウムの生成が不完全になり、十分にコンクリートの強度を増強できず、０．８未満では、アルカリ金属が過剰となり、アルカリ骨材反応のようなコンクリートの強度を弱くする現象が場合によっては生じるためである。
【００２１】
本発明の引抜き強度増強材を調製するに当たり、市販のアルカリ金属ケイ酸塩（水溶液あるいは粉末）を使用する場合、所望のＳｉＯ２含有量に調整配合できても、一方のケイ酸／アルカリ金属のモル比（ＳｉＯ２／Ｍ２Ｏ：ＭはＬｉ、Ｋ、Ｎａから選ばれる１種またはそれ以上）を所望の値に調整できない場合がある。そのような場合は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム・一水和物から選ばれる１種またはそれ以上を適宜の割合で配合することにより、ＳｉＯ２含有量、およびケイ酸／アルカリ金属のモル比を同時に所望の値に調整することができる。
【００２２】
本発明の引抜き強度増強材は、上記の成分以外に下記の成分を必要に応じて配合することができる。
例えば、界面活性剤を配合することにより、コンクリート内部への浸透を容易とすることができる。界面活性剤としては、通常の界面活性剤を使用することができ、陰イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、両性界面活性剤、シリコン系界面活性剤などが挙げられる。また、必要に応じて微粒子状の無機顔料、染料、ｐＨ呈色指示薬を配合することができ、これによって下孔周辺が着色し、引抜き強度増強材の注入有無が確認できる。
【００２３】
［あと施工アンカーの埋設固定方法］
下孔に本発明の引抜き強度増強材を注入した後は、時間を置くことなくあと施工アンカーを下孔に設置して固定してよい。下孔内の引抜き強度増強材は、時間経過とともにモルタルまたはコンクリート内部に浸透してゆき、コンクリートおよび／またはモルタルの細孔構造内に存在するセメント成分の水酸化カルシウムと反応し、ケイ酸カルシウムに変化してゆく。これによりあと施工アンカーが接合されている下孔内壁の微細な亀裂、および下孔周囲のモルタルまたはコンクリートの細孔構造内がケイ酸カルシウムにより満たされ緻密化し、強度が増してゆく。
その埋設固定手順は、例えば、（１）あと施工アンカー埋設用下孔の穿設、（２）下孔の内部に残るコンクリート屑をダストポンプなどで除去、（３）下孔への引抜き強度増強材の注入、（４）あと施工アンカーの挿入、（５）芯棒打ち込みなどによる拡張部の拡張によるあと施工アンカーの埋設固定、となる。
なお、下孔に本発明の引抜き強度増強材を注入する方法は、下孔の開口方向や内径により適時選択すればよい。例えば、床等の上方に開口した下孔の場合は、シリンジ等で注入したり、筆で塗布し、下孔内壁や下孔開口部周辺が引抜き強度増強材で十分濡れる程度でよい。
天井のように下方に開口している場合や、側壁のように横向きに開口している場合は、シリンジや筆では逆流してくるので、引抜き強度増強材を滲み込ませたスポンジ等を下孔に挿入して、下孔内部に注入浸透させればよい。あるいは、漏れ防止のパッキンの付いた手動グリースポンプ等を、下孔開口部に押し当て、数十秒間加圧注入し、残液はポンプ内に逆流させ回収すればよい。この場合も、下孔内壁や下孔開口部周辺が引抜き強度増強材で十分濡れる程度でよい。
なお、下孔にあと施工アンカーを挿入した時に、下孔内に残存していた引抜き強度増強材が溢れ出て、下孔開口部周辺が濡れることがある。しかし特に必要のない限り、拭き取る必要はない。コンクリートの濡れ色は、引抜き強度増強材がコンクリートに浸透し、乾燥すると元のコンクリート地肌の色に戻る。
【００２４】
本発明は、鉄筋コンクリート、プレキャストコンクリート、ＡＬＣパネル、各種サイディングなどのセメントを原料とする躯体に適用するものであり、その形状は建物構造物、成形板、モルタル塗装物、など特に制限はない。
【００２５】
以下に、本発明を防水シートの機械的固定工法、およびタイルの脱落防止法等を例として具体的に説明する。
［防水シートの機械的固定工法］
防水シートの機械的固定工法の一方法として、塩ビシートで建屋屋上床面を覆う工法がある。すなわち、塩ビシートを固定するために、先にディスク（円盤形）鋼板や積層鋼板を、あと施工アンカーであるコンクリートビス等でコンクリート床面に固定してゆくが、このコンクリートビスの下孔に、本発明の引抜き強度増強材を注入することで、塩ビシート固定の起点となるディスク鋼板や積層鋼板を、より強固に固定することができる。
その後、塩ビシートは、ディスク鋼板に電磁誘導加熱融着され、さらに、積層鋼板に溶剤溶着および熱融着され、そして塩ビシートの継ぎ目等が最後に溶剤溶着および熱融着されて万全な防水層を形成する。
【００２６】
［タイルの脱落防止法］
従来、コンクリート表面に設置された既存のタイルが剥落することを防止する技術が多数提案されている中で、本発明はあと施工アンカーなどを使用した剥落防止に適している。
本発明は、タイルの剥落を防止する一方法としてコンクリートに機械的にタイルを接合する方法として適用される。例えば、コンクリート表面を覆うタイル間の目地部にアンカーを打ち込むことによりコンクリート躯体表面からモルタルが剥がれることを防止すると同時にタイルの剥落を防止する方法、目地にアンカーを打ち込み幅広の頭により複数のタイルの端部を抑える方法、あるいは、タイルにアンカーが貫通する孔を設けてタイルとコンクリートを直接接合する方法などに適用される。これらの方法で使用するあと施工アンカーの下孔に本発明の引抜き強度増強材を注入することで、長期にわたりタイルの剥落を防止することができる。
【００２７】
［他の工法への応用］
トンネル内壁の施工方法において、例えば、下地処理を施したコンクリート表面に剥落防止用ネットを張り付けた後、繊維補強モルタルを少なくとも前記ネットが埋もれる厚さに塗布するにあたり、剥落防止用ネット係止用のアンカーをコンクリート内壁の所定の位置に取り付け、これに剥落防止用ネットにスペーサを挟んでトンネル内面から浮かせて固定し張り付けるトンネル内壁施工方法に適用することができる。また、トンネル内壁面に換気用のファン、照明器具、天井材の設置などに応用することができる。
【００２８】
以下、実施例を挙げ、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００２９】
［引抜き強度増強材の調製］
本発明の引抜き強度増強材の調製に使用したアルカリ金属ケイ酸塩原料の物性を表１に示す。
【００３０】
【表１】
2018119302.tif 000002
【００３１】
以下、引抜き強度増強材の調製方法について述べる。
実施例１と実施例６および実施例１１では、表１のＮｏ.１のケイ酸ナトリウム（ＪＩＳ３号）１００ｇに精製水９４ｇを加え希釈して、ＳｉＯ２含有量を１５．０重量％にしたものを使用した。
実施例２と実施例７では、表１のＮｏ.２のケイ酸ナトリウム（ＪＩＳ１号）１００ｇに精製水１４４ｇを加え希釈して、ＳｉＯ２含有量を１５．０重量％にしたもの、および、表１のＮｏ.３のメタケイ酸ナトリウム１００ｇを精製水２０８ｇに溶解して、ＳｉＯ２含有量を１５．０重量％にしたものを使用した。
実施例３と実施例８では、表１のＮｏ.４のケイ酸カリウム１００ｇに精製水７７ｇを加え希釈して、ＳｉＯ２含有量を１５．０重量％にしたものを使用した。
実施例４と実施例９では、表１のＮｏ.５のケイ酸リチウム１００ｇに精製水３３ｇを加え希釈して、ＳｉＯ２含有量を１５．０重量％にしたものを使用した。
実施例５と実施例１０の４種類の引抜き強度増強材は、実施例１、実施例３、実施例４で使用した引抜き強度増強材を等重量づつ混合して調製した。すなわち、ケイ酸ナトリウム（ＪＩＳ３号）、ケイ酸カリウム、およびケイ酸リチウムの中から２種選ばれた組み合わせの３種類と、すべてを選んだ１種類の合計４種類である。
比較例１と比較例２および比較例３は、引抜き強度増強材を使用していない。
【実施例１】
【００３２】
［金属系アンカーの引抜き試験］
［ケイ酸ナトリウム含有引抜き強度増強材］
ａ）ケイ酸ナトリウム水溶液（ＳｉＯ２  １５．０重量％、ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏモル比３．２）の引抜き強度増強材、
ｂ）金属系金属拡張型アンカー／芯棒打込み式（品番Ｃ−８５０、外径８ｍｍ、全長５０ｍｍ、スチール製、三価クロメート処理  サンコーテクノ株式会社製）、
ｃ）１５０×１５０×１５０ｍｍコンクリートブロック（市販品  通称名ピンコロ）を用意した。
コンクリートブロックに、アンカードリル（径８．５ｍｍ）を取り付けた電動ドリルで深さ３５ｍｍの下孔を穿設した。下孔穴内部の切りくずなどをダストポンプにより除去清掃した後、下孔の内部に上記引抜き強度増強材をシリンジで注入（約１ｍｌ）して下孔内壁面から含浸させた。次いで、時間を置くことなく上記アンカーを下孔に挿入した後、アンカーの芯棒をハンマーで打ち込み、先端の拡張スリーブを下孔内で開かせて下孔内壁に食い込ませることにより埋設固定した。なお、アンカーを下孔に挿入した時、孔内の余分の引抜き強度増強材が溢れ、下孔開口部周辺のコンクリートを濡らすが、特に拭き取りは行わず、そのままコンクリート表面に浸透させた。
このようにして固定したアンカーの７日および２０日経過後の引き抜き強度と、本発明の引抜き強度増強材を使用せず固定した場合（比較例１）の引き抜き強度を測定対比した。
なお、引抜き強度測定に用いた試験器は、簡易型引張試験器（型番Ｒ−１００００ＮＤ、測定範囲０〜１０ｋＮ、サンコ―テクノ株式会社製）である。測定結果を表２に示す。
【実施例２】
【００３３】
［ケイ酸ナトリウムのモル比の検討］
ケイ酸ナトリウム水溶液（ＳｉＯ２  １５．０重量％、ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏモル比２．２および０．９５）の引抜き強度増強材を使用すること以外は実施例１と同様にして、アンカーの引き抜き強度を測定した。測定結果を表２に示す。
【実施例３】
【００３４】
［ケイ酸カリウム含有引抜き強度増強材］
ケイ酸カリウム水溶液（ＳｉＯ２  １５．０重量％、ＳｉＯ２／Ｋ２Ｏモル比３．０）を使用して実施例１と同様に試験した結果を表２に示す。
【実施例４】
【００３５】
［ケイ酸リチウム含有引抜き強度増強材］
ケイ酸リチウム水溶液（ＳｉＯ２  １５．０重量％、ＳｉＯ２／Ｌｉ２Ｏモル比３．０）、を使用して実施例１と同様に試験した結果を表２に示す。
【実施例５】
【００３６】
［ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウムを混合した引抜き強度増強材］
上記実施例１，３，４の引抜き強度増強材を等重量ずつ配合した引抜き強度増強材を調製し、実施例１と同様にしてアンカーの引き抜き強度を測定した。結果を表２に示す。
【００３７】
［比較例１］
引抜き強度増強材を使用しないこと以外は実施例１と同様にして、アンカーの引き抜き強度を測定した。測定結果を表２に示す。
【００３８】
【表２】
2018119302.tif 000003
【００３９】
表２の結果から明らかなように、引抜き強度増強材を使用していない比較例１の引抜き強度に対する、実施例１から実施例５の引抜き強度の比は、７日経過後において最低１．０７、最大１．３４、平均１．１９となり平均１９％の引抜き強度の増大となった。さらに、２０日経過後においては最低１．１１、最大１．４０、平均１．２５となり平均２５％の引抜き強度の増大となった。
実施例１と実施例２においてモル比を３．２，２．２、０．９５と変化させたが、抜き強度の増強効果が高いのは、モル比３．２の場合であった。
実施例１、実施例３および実施例４において、アルカリ金属がナトリウム、カリウム、リチウムの場合を比較すると、２０日経過後において、いずれにおいても引抜き強度３０％以上の増大となった。その中でも、アルカリ金属がナトリウムの場合の抜き強度の増強効果が著しい。
実施例５において３種類のアルカリ金属ケイ酸塩を混合して調製した引抜き強度増強材は、比較例１に対比して引き抜き強度の増強は認められるが、特に３種類すべてを混合した場合に引抜き強度増強効果が高くなった。
【実施例６】
【００４０】
［コンクリートビスの引抜き試験］
［ケイ酸ナトリウム含有引抜き強度増強材］
ａ）ケイ酸ナトリウム水溶液（ＳｉＯ２  １５．０重量％、ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏモル比３．２）の引抜き強度増強材、
ｂ）コンクリートビス（さら）呼び４×４５（全長４５ｍｍ、ねじ部長さ４０ｍｍ、ねじ外径４．２ｍｍ  株式会社八幡ねじ製）、
ｃ）１５０×１５０×１５０ｍｍコンクリートブロック（市販品  通称名ピンコロ）を用意した。
コンクリートブロックに、アンカードリル（径３．４ｍｍ）を取り付けた電動ドリルで深さ５０ｍｍの下孔を穿設した。下孔内部の切りくずなどをダストポンプにより除去清掃した後、下孔の内部に上記引抜き強度増強材をあふれるまでシリンジ注入（約１ｍｌ）して下穴内壁面から含浸させた。次いで、時間を置くことなく上記コンクリートビスを下穴に、電動ドライバーを使用して捻じ込み、埋込み深さ３５ｍｍで固定した。このようにして固定したコンクリートビスの７日および２０日経過後の引き抜き強度と、本発明の引抜き強度増強材を使用せず固定した場合（比較例２）の引き抜き強度を測定し対比した。結果を表３に示す。
【実施例７】
【００４１】
［ケイ酸ナトリウムのモル比の検討］
ケイ酸ナトリウム水溶液（ＳｉＯ２  １５．０重量％、ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏモル比２．２および０．９５）の引抜き強度増強材を使用すること以外は実施例６と同様にして、コンクリートビスの引き抜き強度を測定した。測定結果を表３に示す。
【実施例８】
【００４２】
［ケイ酸カリウム含有引抜き強度増強材］
ケイ酸カリウム水溶液（ＳｉＯ２  １５．０重量％、ＳｉＯ２／Ｋ２Ｏモル比３．０）を使用して実施例６と同様に試験した結果を表３に示す。
【実施例９】
【００４３】
［ケイ酸リチウム含有引抜き強度増強材］
ケイ酸リチウム水溶液（ＳｉＯ２  １５．０重量％、ＳｉＯ２／Ｌｉ２Ｏモル比３．０）、を使用して実施例６と同様に試験した結果を表３に示す。
【実施例１０】
【００４４】
［ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸リチウムを混合した引抜き強度増強材］
上記実施例６，８，９の引抜き強度増強材を等重量ずつ配合した引抜き強度増強材を調製し、実施例６と同様にしてコンクリートビスの引き抜き強度を測定した。結果を表３に示す。
【００４５】
［比較例２］
引抜き強度増強材を使用しないこと以外は実施例６と同様にして、アンカーの引き抜き強度を測定した。測定結果を表３に示す。
【００４６】
【表３】
2018119302.tif 000004
【００４７】
表３の引抜き強度測定数値に『以上』と付いているのは、その引張荷重においてコンクリートビスが抜ける前に、簡易型引張試験器（型番Ｒ−１００００ＮＤ）のフックに引っかけているコンクリートビスの頭が破断したり、埋め込み部周辺のコンクリート自身が破壊され、コンクリートビスにコンクリートが付着したまま抜けたりしたことを示す。
【００４８】
表３の結果から明らかなように、引抜き強度増強材を使用していない比較例２の引抜き強度に対する、実施例６から実施例１０の引抜き強度の比は、７日および２０日経過後において１０〜２０％の引抜き強度の増大を示している。
７日経過後および２０日経過後の引抜き強度を比較すると、２０日経過後の方が引抜き強度は増大する傾向にある。
【実施例１１】
【００４９】
［ＡＬＣパネルに対するタッピングネジの引き抜き試験］
ａ）ケイ酸ナトリウム水溶液（ＳｉＯ２  １５．０重量％、ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏモル比３．２）の引抜き強度増強材、
ｂ）ＡＬＣ用タッピングネジ（品名Ｐレスアンカー、外径４．０ｍｍ、全長６０ｍｍ、ＳＵＳ３０４製、シグテックファスナー社製）、
ｃ）ＡＬＣパネル  ６０６×１００×３７ｍｍ（品名スーパーボード平パネル、住友金属鉱山シボレックス社製）を用意した。
ＡＬＣパネルに、アンカードリル（径２．０ｍｍ）を取り付けた電動ドリルで深さ６０ｍｍの下孔を穿設した。下孔内部の切りくずなどをダストポンプにより除去清掃した後、下孔の内部に上記引抜き強度増強材をシリンジであふれるまで注入（約１ｍｌ）した後、時間を置くことなく上記タッピングネジを下孔に、電動ドライバーを使用して埋込み深さ５５ｍｍまでゆっくり捻じ込み固定した。
このようにして固定したタッピングネジの７日および２０日経過後の引き抜き強度の測定結果を表４に示す。
【００５０】
［比較例３］
引抜き強度増強材を使用しないこと以外は実施例１１と同様にして、タッピングネジの引き抜き強度を測定した。測定結果を表４に示す。
【００５１】
【表４】
2018119302.tif 000005
【００５２】
表４の結果から引抜き強度増強材を使用した実施例１１は、比較例３と対比して、約２０％の引き抜き強度の増大が認められる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の引抜き強度増強材は、セメントを原料とする種々のコンクリート製品に浸透して、セメント成分のカルシウムと反応し、ケイ酸カルシウムを生成する。このケイ酸カルシウムは、コンクリート自身が持つ細孔や経年劣化で生じた亀裂、また一時的な機械的衝撃で生じた亀裂の内部で結晶化し緻密に充填していくため、コンクリートの密度を増加させ、コンクリート自身の機械的強度を向上させる機能を持っている。
この機能により、コンクリートに埋設されたあと施工アンカーの引抜き強度が向上し、長期にわたり荷重が作用しても、安定してその保持力を維持することができる。このような引抜き強度増強材の機能効果を利用して、各種の機器、装置をコンクリート表面に設置するために必要な、あと施工アンカーを強固にコンクリートに設置することができる。