(57)【要約】【課題】コンクリートの打継部における高い一体性と止水性とを得るコンクリートの打継方法を提供する。【解決手段】コンクリートの打継方法は、フレッシュコンクリート１１を、シリカ成分を含む樹脂部材９の表面９ａに接触した状態で硬化させる第１硬化工程と、フレッシュコンクリート１２を、樹脂部材９の裏面９ｂに接触した状態で硬化させる第２硬化工程と、を備える。この打継方法によれば、新旧のコンクリート構造物１，２と樹脂部材９との接合部において高い一体性と止水性とが得られ、その結果、コンクリートの打継部において高い一体性と止水性とが得られる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のフレッシュコンクリートを、シリカ成分を含む樹脂部材の表側の面に接触した状態で硬化させる第１硬化工程と、
第２のフレッシュコンクリートを、前記樹脂部材の裏側の面に接触した状態で硬化させる第２硬化工程と、を備える、コンクリートの打継方法。
【請求項２】
前記樹脂部材の前記表側の面及び前記裏側の面のうち少なくとも一方は凹凸形状をなす、請求項１に記載のコンクリートの打継方法。
【請求項３】
第１のフレッシュコンクリートを、熱可塑性樹脂とシリカ成分とを含む第１の樹脂部材の表側の面に接触した状態で硬化させる第１硬化工程と、
前記第１硬化工程の後、前記第１の樹脂部材の裏側の面と、熱可塑性樹脂とシリカ成分とを含む第２の樹脂部材の裏側の面と、を溶着させる樹脂部材溶着工程と、
前記樹脂部材溶着工程の後、第２のフレッシュコンクリートを、前記第２の樹脂部材の表側の面に接触した状態で硬化させる第２硬化工程と、を備える、コンクリートの打継方法。
【請求項４】
前記第１の樹脂部材の前記表側の面及び前記第２の樹脂部材の前記表側の面は凹凸形状をなす、請求項３に記載のコンクリートの打継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの打継方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１のコンクリートの打継方法が知られている。この方法は、旧コンクリート構造物の打継面を清掃した後、アクリル樹脂溶剤にセメントと硬質骨材を混合した混合液を塗布材として打継面の全面にわたり均質に塗布し、その塗布材の硬化後に新しいコンクリートを打継ぎするものである。特許文献１では、上記の方法により、従来のチッピング工法に比べて早く安価に施工できる旨が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2003-253884号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種のコンクリートの打継方法においては、コンクリートの打継部における一体性と止水性とを更に強化することが求められている。本発明は、コンクリートの打継部における高い一体性と止水性とが得られるコンクリートの打継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】
【０００５】
本発明のコンクリートの打継方法は、第１のフレッシュコンクリートを、シリカ成分を含む樹脂部材の表側の面に接触した状態で硬化させる第１硬化工程と、第２のフレッシュコンクリートを、樹脂部材の裏側の面に接触した状態で硬化させる第２硬化工程と、を備える。
【０００６】
フレッシュコンクリートが硬化する際には、セメントの水和反応過程において、樹脂部材に含まれるシリカ成分とフレッシュコンクリートに含まれる水酸化カルシウムとの化学反応によって、珪酸カルシウム水和物の一種であるトバモライト(5CaO・6SiO2・5H2O)が生成する。よって、上記打継方法によれば、第１のフレッシュコンクリートで形成されるコンクリート構造物と樹脂部材との接合部、及び第２のフレッシュコンクリートで形成されるコンクリート構造物と樹脂部材との接合部では、トバモライトが生成する化学反応によって高い一体性と止水性とが得られ、その結果、コンクリートの打継部において高い一体性と止水性とが得られる。
【０００７】
樹脂部材の表側の面及び裏側の面のうち少なくとも一方は凹凸形状をなすこととしてもよい。この構成によれば、樹脂部材の凹凸形状をなす面において、硬化後のコンクリート構造物と樹脂部材との一体性が機械的に向上する。また、凹凸形状がせん断キーとして機能するので、コンクリート構造物と樹脂部材との間でせん断応力の伝達が可能になる。
【０００８】
本発明のコンクリートの打継方法は、第１のフレッシュコンクリートを、熱可塑性樹脂とシリカ成分とを含む第１の樹脂部材の表側の面に接触した状態で硬化させる第１硬化工程と、第１硬化工程の後、第１の樹脂部材の裏側の面と、熱可塑性樹脂とシリカ成分とを含む第２の樹脂部材の裏側の面と、を溶着させる樹脂部材溶着工程と、樹脂部材溶着工程の後、第２のフレッシュコンクリートを、第２の樹脂部材の表側の面に接触した状態で硬化させる第２硬化工程と、を備える。
【０００９】
上記打継方法によれば、第１のフレッシュコンクリートで形成されるコンクリート構造物と第１の樹脂部材との接合部、及び第２のフレッシュコンクリートで形成されるコンクリート構造物と第２の樹脂部材との接合部では、トバモライトが生成する化学反応によって高い一体性と止水性とが得られる。また、第１の樹脂部材と第２の樹脂部材との接合部においても、熱可塑性樹脂同士の溶着によって、高い一体性と止水性とが得られる。その結果、コンクリートの打継部において高い一体性と止水性とが得られる。
【００１０】
第１の樹脂部材の表側の面及び第２の樹脂部材の表側の面は凹凸形状をなすこととしてもよい。この構成によれば、硬化後のコンクリート構造物と樹脂部材との一体性が機械的に向上する。また、凹凸形状がせん断キーとして機能し、硬化後のコンクリート構造物と樹脂部材との間でせん断応力の伝達が可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、コンクリートの打継部における高い一体性と止水性とが得られるコンクリートの打継方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態に係るコンクリートの打継方法の各段階の状態を示す断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、第１実施形態に係るコンクリートの打継方法の各段階の状態を図１に続き示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態に係るコンクリートの打継方法の各段階の状態を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態に係るコンクリートの打継方法の各段階の状態を図３に続き示す断面図である。
【図５】（ａ）は、樹脂部材の表面の一例を拡大して示す平面図であり、（ｂ）は、その樹脂部材の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
〔第１実施形態〕
以下、図面を参照しつつ本発明に係るコンクリートの打継方法の第１実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
本実施形態の打継方法は、旧コンクリート構造物１に新コンクリート構造物２を打継ぎする際に、打継部に樹脂部材を介在させるものである。この打継方法は、例えば道路床版の建造等に使用される。本実施形態の打設方法で使用される樹脂部材９（図１参照）は、薄板状又はシート状をなしており熱可塑性樹脂を主成分とする。この熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ＡＢＳ樹脂、ナイロン、ＥＶＡ樹脂等が使用される。樹脂部材９は、ポリマーセメント、砂、石灰石微粉末、繊維等の異種材料を含有してもよい。また、樹脂部材９は、シリカ(SiO2)成分を含有している。シリカ源としてフライアッシュが樹脂部材９に含有されてもよい。
【００１５】
樹脂部材９の一方側の面は凹凸形状をなしており、その裏面側の面はほぼ平坦な平面をなしている。以下では、樹脂部材９の凹凸形状をなす面を「表面９ａ」とし、その裏面側でほぼ平坦な平面をなす面を「裏面９ｂ」とする。詳細は後述するが、表面９１ａは、旧コンクリート構造物１を形成するフレッシュコンクリート１１を硬化させる際に、当該フレッシュコンクリート１１に接する側の面である。なお、各図面においては表面９ａの凹凸形状が誇張され模式的に表されており、図上の凹凸の寸法比は実物とは一致しない。
【００１６】
本実施形態の打継方法は、第１硬化工程と第２硬化工程とを備える。第１硬化工程では、フレッシュコンクリート１１（第１のフレッシュコンクリート）を樹脂部材９の表面９ａに接触した状態で硬化させて旧コンクリート構造物１を形成する。第２硬化工程では、フレッシュコンクリート１２（第２のフレッシュコンクリート）を樹脂部材９の裏面９ｂに接触した状態で硬化させて新コンクリート構造物２を形成する。以下、第１硬化工程及び第２硬化工程の具体的な手法の一例を説明する。
【００１７】
（第１硬化工程）
図１（ａ）に示されるように、コンクリート型枠３が組立てられ、型枠３の型枠面の一部に樹脂部材９が設置される。このとき、樹脂部材９の裏面９ｂが型枠面に貼着され、表面９ａが型枠３の内側に向けられた状態になる。その後、図１（ｂ）に示されるように、コンクリート型枠３内にフレッシュコンクリート１１が投入される。詳細な図示は省略するが、フレッシュコンクリート１１が投入される空間には鉄筋が予め設置されてもよい。投入されたフレッシュコンクリート１１は、樹脂部材９の表面９ａに接触した状態で硬化し、旧コンクリート構造物１となる。
【００１８】
（第２硬化工程）
続いて、図１（ｃ）に示されるように、樹脂部材９が貼着された型枠３の一部は除去されて、旧コンクリート構造物１の一端面に樹脂部材９が固定された状態となり、樹脂部材９の裏面９ｂが露出される。その後、新コンクリート構造物２を成形するための新たな型枠５が、樹脂部材９の裏面９ｂ側に組立てられる。そして、図２（ａ）に示されるように、この型枠５内にフレッシュコンクリート１２が投入される。投入されたフレッシュコンクリート１２は、樹脂部材９の裏面９ｂに接触した状態で硬化し、新コンクリート構造物２となる。その後、図２（ｂ）に示されるように、型枠５は除去される。
【００１９】
以上によって、旧コンクリート構造物１に対し樹脂部材９を介して新コンクリート構造物２が打継ぎされた構造が完成する。次に、上記のコンクリートの打継方法による作用効果について説明する。
【００２０】
フレッシュコンクリート１１が硬化する際には、セメントの水和反応過程において、樹脂部材９に含まれるシリカ成分とフレッシュコンクリート１１に含まれる水酸化カルシウムとの化学反応によって、珪酸カルシウム水和物の一種であるトバモライト(5CaO・6SiO2・5H2O)が生成する。よって、第１硬化工程において旧コンクリート構造物１と樹脂部材９とが、トバモライトが生成する化学反応によって高い一体性で接合されると共に、旧コンクリート構造物１と樹脂部材９との接合部の止水性も高い。同様の理由により、第２硬化工程において新コンクリート構造物２と樹脂部材９とが高い一体性で接合されると共に、新コンクリート構造物２と樹脂部材９との接合部の止水性も高い。また、樹脂部材９自体は、その材料の性質上、もともと高い止水性を備えている。その結果、旧コンクリート構造物１と新コンクリート構造物２との打継部における高い一体性と高い止水性が得られる。従って、コンクリートの劣化因子が打継部から侵入することを抑制することができ、コンクリート構造物の耐久性が向上する。
【００２１】
また、樹脂部材９の表面９ａが凹凸形状をなしているので、旧コンクリート構造物１と樹脂部材９との一体性が機械的に向上する。また、表面９ａの凹凸形状がせん断キーとして機能し、旧コンクリート構造物１と樹脂部材９との間でせん断応力の伝達が可能になる。
【００２２】
また、本実施形態の打継方法と比較し、打継されるコンクリート構造物の間でせん断応力の伝達を可能にする他の方法として、次のようなものも考えられる。まず、コンクリートの打継面に凹凸シートが接した状態で硬化させて旧コンクリート構造物を形成する。その後、凹凸シートを除去して露出した打継面に新コンクリートを打継する。このとき、旧コンクリートの打継面の乾燥により、完成後の打継面の品質が低下する虞がある。または、新コンクリートを打設する前に、旧コンクリートの打継面に給水する作業が行われる場合もあるが、この給水作業の手間や時間が発生する。これに対し、本実施形態の打継方法によれば、新コンクリートの打設時に旧コンクリートの打継面の状態を管理する手間及び時間が低減され、工期短縮を図ることができる。
【００２３】
また、更に他の打継方法として、旧コンクリートの打継面にエポキシ樹脂系接着剤を塗布した後、当該打継面に新コンクリートを打継するといった方法も考えられる。この方法では、接着剤を塗布する手間及び時間が発生する。これに対し、本実施形態の打継方法によれば、樹脂部材９に接触した状態でフレッシュコンクリート１１を硬化させればよく、その具体的な一つの方法として、型枠３の内壁面に予め樹脂部材９を仕込んでおけばよい。従って、本実施形態の打継方法によれば、上記のように接着剤を用いる打継方法と比較しても手間及び時間が低減され、工期短縮を図ることができる。
【００２４】
〔第２実施形態〕
続いて、コンクリートの打継方法の第２実施形態について詳細に説明する。本実施形態において、前述の第１実施形態と同一又は同等な構成部分には同一符号を付し重複する説明を省略する。
【００２５】
本実施形態の打継方法は、旧コンクリート構造物１に新コンクリート構造物２を打継ぎする際に、２枚の樹脂部材９を介在させる点において第１実施形態とは異なっている。本実施形態の打設方法で使用される２枚の樹脂部材９を互いに区別するために、以下では、それぞれを樹脂部材９１（第１の樹脂部材）、樹脂部材９２（第２の樹脂部材）と呼ぶ場合がある。また、樹脂部材９１の凹凸形状をなす面を「表面９１ａ」とし、その裏面側でほぼ平坦な平面をなす面を「裏面９１ｂ」とする。同様に、樹脂部材９２の凹凸形状をなす面を「表面９２ａ」とし、その裏面側でほぼ平坦な平面をなす面を「裏面９２ｂ」とする。詳細は後述するが、表面９１ａ，９２ａは、ともに、硬化中のフレッシュコンクリート１１，１２に接する側の面である。
【００２６】
本実施形態の打継方法は、第１硬化工程と、樹脂部材溶着工程と、第２硬化工程と、を備える。第１硬化工程では、フレッシュコンクリート１１を樹脂部材９１の表面９１ａに接触した状態で硬化させて旧コンクリート構造物１を形成する。樹脂部材溶着工程では、第１硬化工程の後、樹脂部材９１の裏面９１ｂと樹脂部材９２の裏面９２ｂとを溶着させて、樹脂部材９１，９２を一体化させる。第２硬化工程では、フレッシュコンクリート１２を樹脂部材９２の表面９２ａに接触した状態で硬化させて新コンクリート構造物２を形成する。以下、第１硬化工程、樹脂部材溶着工程及び第２硬化工程の具体的な手法の一例を説明する。
【００２７】
（第１硬化工程）
図３（ａ）に示されるように、型枠３の型枠面の一部に樹脂部材９１が設置された状態で、図３（ｂ）に示されるように、コンクリート型枠３内にフレッシュコンクリート１１が投入される。投入されたフレッシュコンクリート１１は、樹脂部材９１の表面９１ａに接触した状態で硬化し、旧コンクリート構造物１となる。詳細は第１実施形態における第１硬化工程と同様である。
【００２８】
（樹脂部材溶着工程）
続いて、樹脂部材９１が貼着された型枠３の一部は除去されて、旧コンクリート構造物１の一端面に樹脂部材９１が固定された状態となり、樹脂部材９１の裏面９１ｂが露出される。詳細は、第１実施形態で説明した図１（ｃ）の状態と同様である。その後、図３（ｃ）に示されるように、樹脂部材９１の裏面９１ｂに対して、樹脂部材９２の裏面９２ｂが溶着されて、樹脂部材９１，９２が一体化される。
【００２９】
溶着の具体的な手法としては、まず、樹脂部材９１の裏面９１ｂと、樹脂部材９２の裏面９２ｂとが加熱され溶融する。このときの樹脂部材９１，９２の加熱温度は、樹脂部材９１，９２の材料の特性に合わせて設定されればよく、例えば８０〜５００℃である。樹脂部材９１，９２の加熱方法としては、種々の加熱方法を採用することができる。樹脂部材９１，９２は、例えば、ヒーターや電熱線等で加熱されてもよく、レーザや電磁誘導を利用した加熱方法により加熱されてもよい。電熱線が予め樹脂部材９１，９２に仕込まれていてもよい。また、樹脂部材９１の裏面９１ｂと樹脂部材９２の裏面９２ｂとの間に高温の金属板材等を挟み込むといった加熱方法が採用されてもよい。
【００３０】
上記加熱の後、樹脂部材９１の裏面９１ｂに対して樹脂部材９２の裏面９２ｂが押し付けられ加圧される。その後、加圧の継続中において、樹脂部材９１，９２が放熱により温度低下し再硬化すると、樹脂部材９１，９２が溶着され一体化される。
【００３１】
なお、樹脂部材９１，９２を溶着させる方法としては、振動溶着法が採用されてもよい。振動溶着法を採用する場合、樹脂部材９１，９２を圧着させ、例えば、周波数約２００Ｈｚ，振幅１〜５ｍｍで樹脂部材９１，９２のうちの一方を往復動させる。上記の往復動により樹脂部材９１，９２の間に摩擦熱が発生し、当該摩擦熱によって樹脂部材９１，９２が溶融する。また、振動溶着法を採用する場合、樹脂部材９１，９２は摩擦力が伝達しやすい形状であることが必要であり、また樹脂の溶け代や溶けた樹脂の逃げ道が必要である。この観点から、樹脂部材９１，９２の裏面９１ｂ、９２ｂの全面に、例えば、図５に拡大して示されるように格子状に多数のＶ溝２３を形成してもよい。この場合、Ｖ溝２３同士の間隔は３〜１０ｍｍとすることが好ましい。
【００３２】
（第２硬化工程）
その後、図４（ａ）に示されるように、新コンクリート構造物２を成形するための新たな型枠５が、樹脂部材９２の表面９２ａ側に組立てられる。そして、図４（ｂ）に示されるように、この型枠５内にフレッシュコンクリート１２が投入される。投入されたフレッシュコンクリート１２は、樹脂部材９の表面９２ａに接触した状態で硬化し、新コンクリート構造物２となる。その後、図４（ｃ）に示されるように、型枠５は除去される。
【００３３】
以上によって、旧コンクリート構造物１に対し樹脂部材９１，９２を介して新コンクリート構造物２が打継ぎされた構造が完成する。次に、上記のコンクリートの打継方法による作用効果について説明する。
【００３４】
第１硬化工程において旧コンクリート構造物１と樹脂部材９１とが、トバモライトを生成する化学反応によって高い一体性で接合されると共に、旧コンクリート構造物１と樹脂部材９１との接合部の止水性も高い。同様の理由により、第２硬化工程において新コンクリート構造物２と樹脂部材９２とが高い一体性で接合されると共に、新コンクリート構造物２と樹脂部材９２との接合部の止水性も高い。樹脂部材９１と樹脂部材９２とは溶着によって一体化されるので、両者の接合部も高い一体性と止水性を示す。また、樹脂部材９１及び樹脂部材９２自体は、樹脂材料の性質上、もともと高い止水性を備えている。その結果、旧コンクリート構造物１と新コンクリート構造物２との打継部における高い一体性と高い止水性が得られる。
【００３５】
また、樹脂部材９１の表面９１ａが凹凸形状をなしているので、旧コンクリート構造物１と樹脂部材９１との一体性が機械的に向上する。同様の理由により、新コンクリート構造物２と樹脂部材９２との一体性が機械的に向上する。その結果、旧コンクリート構造物１と新コンクリート構造物２との一体性が機械的に向上する。また、表面９１ａの凹凸形状がせん断キーとして機能し、旧コンクリート構造物１と樹脂部材９１との間でせん断応力の伝達が可能になる。同様の理由により、新コンクリート構造物２と樹脂部材９２との間でせん断応力の伝達が可能になる。その結果、旧コンクリート構造物１と新コンクリート構造物２との間でせん断応力の伝達が可能になる。
【００３６】
本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、実施例の変形例を構成することも可能である。各実施形態の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。
【００３７】
実施形態では、フレッシュコンクリート１１を樹脂部材９に接触した状態で硬化させるための手法として、型枠３の内壁面に予め樹脂部材９を貼着するようにしているが、この手法には限定されない。例えば、自立可能な程度の剛性の大きい樹脂部材９を埋設型枠として使用してもよい。これにより、型枠の撤去作業も省くことができる。また、フレッシュコンクリート１１が硬化前に自立可能である場合等には、型枠３を使用せずにフレッシュコンクリート１１を硬化させてもよく、このとき、硬化前のフレッシュコンクリート１１の一端面に樹脂部材９を直接貼着してもよい。
【００３８】
また、第２実施形態では、２枚の樹脂部材９の裏面同士を溶着させることで、フレッシュコンクリート１１，１２の双方に凹凸形状の面を接触させるようにしている。この手法に代え、第１実施形態において、表裏両面が凹凸形状をなすような樹脂部材を使用してもよい。また、樹脂部材の表裏面の少なくとも一方が凹凸形状であることも必須ではなく、各実施形態で用いられる樹脂部材９に代えて、表裏両面がほぼ平坦な樹脂部材を用いてもよい。
【００３９】
第１実施形態、第２実施形態のいずれにおいても、打継部にプレストレスを導入することにより、一体性および曲げ抵抗性を向上させても良い。
【符号の説明】
【００４０】
９…樹脂部材、９ａ…表面（表側の面）、９ｂ…裏面（裏側の面）、１１…フレッシュコンクリート（第１のフレッシュコンクリート）、１２…フレッシュコンクリート（第２のフレッシュコンクリート）、９１…樹脂部材（第１の樹脂部材）、９１ａ…表面（表側の面）、９１ｂ…裏面（裏側の面）、９２…樹脂部材（第２の樹脂部材）、９２ａ…表面（表側の面）、９２ｂ…裏面（裏側の面）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019218729.tif 000005
【図４】
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【図５】
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