(57)【要約】【課題】浄水処理過程において水に接する資機材の基準を満たし、長い奥行の削孔であってもせん断補強部材と削孔の内壁面との隙間の隅々にまで定着材を充填でき、短工期で安価に施工できるコンクリート躯体補強工法を提供する。【解決手段】コンクリート躯体補強工法は、筒状容器５ｂに定着材であるモルタル５ａが封入されている定着材カプセル５に水６を接触させることによって、モルタル５ａに水６を吸収させてから、定着材カプセル５を削孔４に挿入する工程と、せん断補強部材である補強鉄筋８を削孔４に挿し込み、筒状容器５ｂを突き破ることによって、そこから流出したモルタル５ａを削孔４の内壁面と補強鉄筋８との間に充填する工程とを、有するものである。【選択図】図１
2015218465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート躯体の表面からそれの中心部に向かった削孔を形成する工程と、
筒状容器に定着材が封入されている定着材カプセルに液体を接触させることによって、前記定着材に前記液体を吸収させてから、前記定着材カプセルを前記削孔に挿入する工程と、
せん断補強部材を前記削孔に挿し込み、前記筒状容器を破壊することによって、そこから流出した前記定着材を前記削孔の内壁面と前記せん断補強部材との間に充填する工程とを、
有することを特徴とするコンクリート躯体補強工法。
【請求項２】
前記液体の温度が、最高で４０℃であることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート躯体補強工法。
【請求項３】
前記定着材が、酸化カルシウムを主成分とする膨張材を含み、かつ最大で６重量％の酸化アルミニウムを含有するモルタルであることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート躯体補強工法。
【請求項４】
前記定着材が、セルロース系増粘剤を含有しているモルタルであることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート躯体補強工法。
【請求項５】
前記モルタルが、２−ヒドロキシプロピルメチルエーテルを主成分とする前記セルロース系増粘剤を０．１〜５．０重量％含有していることを特徴とする請求項４に記載のコンクリート躯体補強工法。
【請求項６】
前記コンクリート躯体が、上水道資機材であることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート躯体補強工法。
【請求項７】
前記削孔の奥行が、前記せん断補強部材である鉄筋の直径の４０〜２５０倍であることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート躯体補強工法。
【請求項８】
前記削孔１箇所当たり、複数の前記定着材カプセルを挿入することを特徴とする請求項１に記載のコンクリート躯体補強工法。
【請求項９】
前記削孔を、水平な方向に形成することを特徴とする請求項１に記載のコンクリート躯体補強工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばカルバート、ダム堤体、建物のようなコンクリート躯体の補強工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
既存のコンクリート構造物の耐震強度を高めるために、せん断耐力を向上させる補強工法が行われている。この補強工法は、コンクリート構造物を形成しているコンクリート躯体に、ドリルやコアボーリングマシンのような回転工具で削孔を形成して、そこへ鉄筋のようなせん断補強部材を挿入し、鉄筋と削孔の内壁面との隙間に定着材を充填するものである。定着材は、鉄筋と削孔の内壁面との隙間に空洞を生じないように、密に充填される。その後定着材が硬化して、鉄筋がコンクリート躯体に定着することによって、コンクリート構造物のせん断耐力が向上する。
【０００３】
この定着材として、容易に入手でき安価であることから、無収縮モルタル（グラウト）が用いられている。無収縮モルタルは、鉄筋を削孔に挿入した後、削孔の開口から奥に向かって注入される。このとき、モルタルの流動性が十分でなかったり、鉄筋と削孔の内壁面との隙間が非常に狭かったりすると、鉄筋と削孔の内壁面との隙間に無収縮モルタルが十分に行き渡らないおそれがあった。特許文献１に、エポキシ系樹脂やポリエステル系樹脂のような流動状硬化性樹脂を内包したカプセルを削孔内に挿入しておき、せん断補強部材を削孔に挿入してカプセルを破砕して樹脂を流出させてから無収縮モルタルを注入することによって、鉄筋と削孔内壁面との間に空洞を生じさせない方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１３６７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コンクリート躯体の補強は、例えばコンクリート標準示方書（公益社団法人土木学会）に示されているせん断耐力を満足するように行う必要がある。ダム堤体のようにコンクリート躯体の厚さが２０００ｍｍを超えるような場合、鉄筋が規格を満足する定着長（コンクリートに埋まっている鉄筋の長さ）を有するように、長い奥行の削孔を形成しなければならない。このような場合、特許文献１に記載された方法によると、鉄筋と削孔の内壁面との隙間の細部にまで定着材が充填されるように、長い削孔の奥へ樹脂を内包したカプセルを数多く挿入する必要があった。また、モルタルに比べて高価な樹脂を多量に使用するので、コンクリート補強工事の材料コストを増大させていた。そのため定着材に高価な樹脂を用いなくても、鉄筋と削孔の内壁面との隙間を確実に充填できる方法が求められていた。
【０００６】
また無収縮モルタルは、多量の酸化アルミニウムを含んでいるので、施工後に水に接触すると、アルミニウムの成分が水中に溶出する。このような定着材は、「水道施設の技術的基準を定める省令」(平成１２年２月２３日厚生省令第１５号：最終改正平成２６年２月２８日厚生労働省令第１５号)に規定する水質基準を満足しないので、上水道設備の補強に用いることができなかった。そのため、この基準を満足するように、定着材が充填された後コンクリート躯体の表面に水質基準を満足するモルタルをコーティングしたり、アルミニウム成分を含まない樹脂を定着材に用いたりする必要がある。このことは、コンクリート躯体補強の工費の高騰を招来したり、工期を長引かせたりしていた。
【０００７】
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、「水道施設の技術的基準を定める省令」(平成１２年２月２３日厚生省令第１５号：最終改正平成２６年２月２８日厚生労働省令第１５号)に規定する浄水又は浄水処理過程における水に接する資機材等（水道用資機材等）の基準を満たし、長い奥行の削孔であってもせん断補強部材と削孔の内壁面との隙間の隅々にまで定着材を充填でき、短工期で安価に施工できるコンクリート躯体補強工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】
前記の目的を達成するためになされた本発明のコンクリート躯体補強工法は、コンクリート躯体の表面からそれの中心部に向かった削孔を形成する工程と、筒状容器に定着材が封入されている定着材カプセルに液体を接触させることによって、前記定着材に前記液体を吸収させてから、前記定着材カプセルを前記削孔に挿入する工程と、せん断補強部材を前記削孔に挿し込み、前記筒状容器を破壊することによって、そこから流出した前記定着材を前記削孔の内壁面と前記せん断補強部材との間に充填する工程とを、有するものである。
【０００９】
コンクリート躯体補強工法は、前記液体の温度が、最高で４０℃であることが好ましい。
【００１０】
コンクリート躯体補強工法は、前記定着材が、酸化カルシウムを主成分とする膨張材を含み、かつ最大で６重量％の酸化アルミニウムを含有するモルタルであってもよい。
【００１１】
コンクリート躯体補強工法は、前記定着材が、セルロース系増粘剤を含有しているモルタルであってもよい。
【００１２】
コンクリート躯体補強工法は、前記モルタルが、２−ヒドロキシプロピルメチルエーテルを主成分とする前記セルロース系増粘剤を０．１〜５．０重量％含有していることが好ましい。
【００１３】
コンクリート躯体補強工法は、前記コンクリート躯体が、上水道資機材であってもよい。
【００１４】
コンクリート躯体補強工法は、前記削孔の奥行が、前記せん断補強部材である鉄筋の直径の４０〜２５０倍であってもよい。
【００１５】
コンクリート躯体補強工法は、前記削孔１箇所当たり、複数の前記定着材カプセルを挿入するものであってもよい。
【００１６】
コンクリート躯体補強工法は、水平な方向に形成するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のコンクリート躯体補強工法によれば、削孔に挿入した定着材カプセルを破砕しながらせん断補強部材を削孔に挿し込むだけで、削孔の内壁面とせん断補強材との隙間を確りと充填できるので、コンクリート躯体補強工事を簡便に、速やかに、安価に行うことができる。
【００１８】
コンクリート躯体補強工法に用いられる定着材が、酸化カルシウムを主成分とする膨張材を含み、かつ最大で６重量％の酸化アルミニウムを含有するモルタルであると、施工後、水に補強箇所が接しても、水中に溶出するアルミニウム成分量が「水道施設の技術的基準を定める省令」(平成１２年２月２３日厚生省令第１５号：最終改正平成２６年２月２８日厚生労働省令第１５号)に規定する水質基準を満足するので、上水道資機材のコンクリート躯体の補強をすることができる。
【００１９】
コンクリート躯体補強工法に用いられる定着材が、セルロース系増粘剤、例えば２−ヒドロキシプロピルメチルエーテルを主成分とする増粘剤を０．１〜５．０重量％含有しているモルタルであり、せん断補強部材が鉄筋であると、鉄筋の公称直径の４０〜２５０倍という奥行を有する長尺な削孔であっても、削孔の内壁面と鉄筋との間にモルタルが隙間なく充填され、充填不良を生じさせない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のコンクリート躯体補強工法の一形態を説明する模式断面図である。
【図２】本発明のコンクリート躯体補強工法を用いて補強された上水道資機材の模式断面図である。
【図３】本発明のコンクリート躯体補強工法の別な形態を説明する模式断面図である。
【図４】本発明のコンクリート躯体補強工法に用いられる定着材カプセルが接触する液体の温度と定着材カプセルの施工可能時間との相関を示すグラフである。
【図５】本発明のコンクリート躯体補強工法に用いられる鉄筋の別な形態を示す一部省略側面図である。
【図６】本発明のコンクリート躯体補強工法に用いられる定着材の酸化アルミニウムの含有率と水道用資機材−浸出試験方法ＪＷＷＡ  Ｚ  １０８：２０１２（公益社団法人日本水道協会：「資機材等の材質に関する試験」（平成１２年厚生省告示第４５号）に規定）に準拠して測定したアルミニウム化合物浸出量との相関を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。
【００２２】
本発明のコンクリート躯体補強工法の一形態の模式断面図を図１に示す。コンクリート躯体１は、上水道資機材として供用される既設のボックスカルバート２０である（図２参照）。コンクリート躯体１の背面１ｂは地盤２に接している。図１（ａ）に削孔４を形成する工程を示す。コンクリート躯体１の表面１ａにコアボーリングマシン３をセットし、コアボーリングマシン３の先端に取り付けられたコアドリル３ａを回転させ、コンクリート躯体１の表面１ａからそれの中心部に向かって、削孔４を形成する。削孔４は、水平方向、鉛直方向及び斜め方向に形成することができる。
【００２３】
図１（ｂ）に定着材カプセル５を削孔４に挿入する工程を示す。定着材カプセル５は、筒状容器５ｂに定着材であるモルタル５ａが封入されているものである。モルタル５ａは、水で混練されていない所謂ドライモルタルである。モルタル５ａは、酸化カルシウムを主成分とする膨張材を含んでいることにより、含まれる酸化アルミニウムが微量に抑えられているものである。具体的に、膨張材の含有率は１〜１０重量％であり、酸化アルミニウムの含有率は６重量％以下である。
【００２４】
水６を入れたトレイ７に、定着材カプセル５を、気泡６ａが出なくなるまで浸漬し、筒状容器５ｂを通過して浸入した水６を、定着材カプセル５中のモルタル５ａに吸収させる。それにより、モルタル５ａに流動性と粘性とを付与する。定着材カプセル５を水６から取り出した後、削孔４に挿入する。
【００２５】
筒状容器５ｂは、水６に曝されても容易に破れたり、繊維が水中に分散したりせず、かつ水６を吸収し易い不織布で形成されている。このような不織布として例えば、目付が５０ｇ／ｍ２以下の不織布を挙げることができる。和紙のような紙を用いてもよい。そのため、筒状容器５ｂに封入されているモルタル５ａは水６中に流出しない。また筒状容器５ｂは、定着材カプセル５が水６から取り出されても、手で取り扱うことができる程度の強度を保持している。水６は、施工現場で容易に入手できることから水道水であることが好ましい。
【００２６】
図１（ｃ）に、せん断補強部材を削孔４に挿し込んで、補強鉄筋８と削孔４の内壁面との間にモルタル５ａを充填する工程を示す。せん断補強部材である補強鉄筋８は、それの中心軸に対して略垂直な面をなしている基端と、この基端面に対して４５度傾斜した面をなしている先端とを有している。それによって、補強鉄筋８の先端は鋭く尖り、筒状容器５ｂを突き破って破壊し易いようになっている。規格に示されている鉄筋の定着長を満足できるように、補強鉄筋８の全長は削孔４の奥行よりも若干短い。
【００２７】
補強鉄筋８の基端にハンマードリル９で打撃を加えながら、削孔４に補強鉄筋８を挿し込む。補強鉄筋８の尖った先端に突き破られた筒状容器５ｂから、モルタル５ａが削孔４内に流出する。補強鉄筋８は、モルタル５ａを押し退けながら削孔４内を進む。補強鉄筋８の先端が削孔４の内壁面に突き当たり、補強鉄筋８の基端が削孔４内のモルタル５ａに埋没した時点で、ハンマードリル９を補強鉄筋８の基端から離反させる。上記の操作を削孔４毎に繰り返して行う。その後、モルタル５ａが硬化することによってコンクリート躯体１の補強が完了する。
【００２８】
図１（ａ）〜（ｃ）に示す工程を経たコンクリート躯体１を図１（ｄ）に示す。硬化したモルタル５ａが削孔４の開口を塞いでいるとともに、削孔４の内壁面と補強鉄筋８との間に密に充填されている。補強鉄筋８は、複数の主鉄筋１１にわたって立体的に交差するように、削孔４に挿し込まれて、コンクリート躯体１に定着している。このように鉄筋同士を交差させることにより、コンクリート躯体１のせん断耐力をより向上させることができる。
【００２９】
また、補強鉄筋８の基端から表面１ａまでの長さＬ１、及び補強鉄筋８の先端から背面１ｂまでの長さＬ２は、ともに５０ｍｍ以上であることが好ましい。それによれば、施工中に生じる未硬化のモルタル５ａの圧力や、地震の揺れに起因するコンクリート躯体１への応力によって、補強鉄筋８が削孔４の開口からコンクリート躯体１の表面へ突き出たり、コンクリート躯体１を突き抜けて地盤２に突き出たりする不具合を防止できるとともに、コンクリート躯体１が補強鉄筋８に十分なかぶり（補強鉄筋８を覆うコンクリート躯体１の厚さ）を付与することによって補強鉄筋８の防錆を図ることができる。本発明のコンクリート躯体補強工法は、補強鉄筋８が主鉄筋１１と確実に交差するように、各主鉄筋１１とコンクリート躯体１の表面１ａ、背面１ｂとの間が５０ｍｍ以上であるコンクリート躯体に好適に用いられる。なお、長さＬ１とＬ２とは、同じであっても異なっていてもよい。
【００３０】
図２に、本発明のコンクリート躯体補強工法が施されたボックスカルバート２０の模式断面図を示す。ボックスカルバート２０は、上水２１を流す配水管のような上水道資機材である。ボックスカルバート２０のコンクリート躯体１の表面１ａから地盤２に接している背面１ｂに向かって複数の削孔４が形成されている。削孔４のすべてに挿し込まれている補強鉄筋８が、モルタル５ａによって削孔４内に定着している。
【００３１】
ボックスカルバート２０のコンクリート躯体１は、例えば４００〜２０００ｍｍの厚さを有するものが挙げられる。この場合、全長３００〜１８００ｍｍ、直径１３〜３２ｍｍの補強鉄筋８を好適に用いることができる。補強鉄筋８の定着長を確保するのに、削孔４を、奥行３５０〜１９００ｍｍ、直径１６〜４２ｍｍに形成することが好ましい。
【００３２】
酸化アルミニウムの含有率が、６重量％以下であるモルタル５ａから上水２１に浸出するアルミニウム化合物の量は、「水道施設の技術的基準を定める省令」(平成１２年２月２３日厚生省令第１５号：最終改正平成２６年２月２８日厚生労働省令第１５号)に規定する水質基準を超えない。本発明のコンクリート躯体補強工法は、このようなモルタル５ａを定着材に用いて上水道資機材の補強工事を行うものであるので、定着材を削孔に充填した後、定着材のアルミニウムが浸出しないようにコンクリート躯体の表面にコーティングのような追加工事が不要である。そのため、工期を短くすることができる。さらにコンクリート躯体補強工法は、定着材として安価なモルタルを用いるものであるので、樹脂製の定着材を用いる場合に比較して、補強工事の材料費を低減することができる。それによって、安価な工費で上水道資機材のコンクリート躯体補強を行うことができる。
【００３３】
図３に本発明のコンクリート躯体補強工法の別な形態を示す。図３（ａ）に示すダム堤体３０のコンクリート躯体１は、２０００ｍｍを超える厚さを有していることが多く、カルバートや建物のそれに比べて非常に厚い。そのためせん断耐力を向上させるのに、比較的太く長い鉄筋が補強鉄筋８に用いられる。まず、このコンクリート躯体１にコアボーリングマシン３（図１（ａ）参照）で削孔４を形成する工程を行う。このとき削孔４の奥行Ｍが、この削孔４に挿し込まれる補強鉄筋８の直径Ｎ（図３（ｂ）参照）の４０〜２５０倍となるように削孔４を形成する。直径Ｎは、ＪＩＳ  Ｇ  ３１１２に規定する鉄筋の公称直径である。それによって、十分なせん断耐力をコンクリート躯体１に付与できる鉄筋の定着長を得ることができる。一例を挙げると、コンクリート躯体１の厚さが５０００ｍｍであり、直径Ｎが１９．１〜５０．８ｍｍ（呼び名：Ｄ１９〜Ｄ５１）の補強鉄筋８を用いる場合、奥行Ｍが４６００ｍｍである削孔４を形成することが好ましい。このようにダム堤体３０のコンクリート躯体１を補強する場合、所定の値にまでせん断耐力を向上させるのに、極めて長尺な削孔４が形成される。
【００３４】
次いで図３（ｂ）に示すように、水６を吸収させた複数の定着材カプセル５を縦列させて、この削孔４に挿入する工程を行う。定着材カプセル５を順次削孔４に挿入してもよいし、所定の数の定着材カプセル５を予め繋ぎ合わせておいて、一連の定着材カプセル５を削孔４に挿入してもよい。最後に、補強鉄筋８を削孔４に挿し込んでモルタル５ａを削孔４の内壁面と補強鉄筋８との間に充填する工程を行う。
【００３５】
コンクリート標準示方書に規定するＪＳＣＥ−Ｆ  ５４１−２０１３充填モルタルの流動性試験方法（Ｊ１４ロート試験）に準拠して測定したモルタル５ａの流下値は８秒以上であり、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０１に準拠して測定したモルタル５ａのフロー試験値は１５０ｍｍ以上である。
【００３６】
このようなモルタル５ａは、削孔４の奥行が極めて長く、かつ奥行方向が地面に対して水平な場合であっても、削孔４内の隅々にまで行き渡って削孔４の内壁面と補強鉄筋８との間を密に充填できる流動性と、削孔４の開口から流出しない粘性とを、併せ持っている。そのため本発明のコンクリート躯体補強工法によれば、図３（ｃ）に示すように、削孔４内に隙間が残存したり、削孔４からモルタル５ａが流出したりすることなく、ダム堤体３０を補強することができる。
【００３７】
所望の流下値及びフロー試験値を得るのに、モルタル５ａは、増粘剤を含有していてもよい。増粘剤としてセルロースエーテルのようなセルロース誘導体を含有したセルロース系増粘剤が好ましく、なかでも２−ヒドロキシプロピルエーテルを主成分とするセルロース系増粘剤が好ましい。この場合モルタル５ａの２−ヒドロキシプロピルエーテルを主成分とするセルロース系増粘剤の含有率は、０．１〜５．０重量％であることが好ましい。それにより、流動性と粘性とを両立させたモルタル５ａを得ることができる。
【００３８】
定着材カプセル５を水６に浸漬する時間、及び水６の温度について説明する。図４（ａ）は、２０℃の水６に定着材カプセル５を浸漬した場合の浸漬時間（分間）と定着材カプセル５に含まれる水６の重量分率（重量％）との相関を示すグラフである。同図（ａ）に示すように、定着材カプセル５は、浸漬開始直後から２分経過するまでの間、急激に水６を吸収している。この間、定着材カプセル５中の空隙に水６が入り込む。水６はこの空隙に溜まっている空気を押し出すので、押し出された空気が気泡６ａとして外部から視認される（図１（ｃ）参照）。
【００３９】
浸漬開始から凡そ２分経過以後、定着材カプセル５中の水６の重量は一定である。気泡６ａは発生しない。作業者は気泡６ａの有無を一見するだけで、定着材カプセル５が水６の吸収を完了したことを確認することができる。水６の吸収が完了した定着材カプセル５のモルタル５ａは、一定時間流動性を保った後、徐々に硬化する。水６の温度が２０℃である場合、モルタル５ａの硬化開始時間は、浸漬開始から凡そ２０分後である。すなわち、図４（ａ）に示す施工可能時間Ｔの間に定着材カプセル５を削孔４に挿入し、さらに補強鉄筋８を挿し込むことを要する。施工可能時間Ｔを経過すると、モルタル５ａは硬化し始め、徐々に流動性及び粘性を失っていくため、補強鉄筋８が挿し込まれた削孔４内がモルタル５ａによって密に充填され難くなる。
【００４０】
施工可能時間Ｔの長短は、水６の温度によって調節される。図４（ｂ）は、水６の温度（℃）と施工可能時間Ｔ（分間）との相関を示すグラフである。水６の温度が高いほど、施工可能時間Ｔは短くなる。特に温度が４０℃以上であると、施工可能時間Ｔは１０分以下と非常に短くなるので、施工が困難になる。一方、水６の温度が低いと、施工可能時間Ｔは長くなる。しかし、モルタル５ａが硬化するまでの時間が過剰となって、モルタル５ａが削孔４の開口から流出するおそれが増大する。このことから、水６の温度は、１０〜３５℃が好ましく、１５〜２５℃がより好ましい。
【００４１】
なお、定着材カプセル５に水６を吹きかけることによって、モルタル５ａに水６を吸収させてもよい。また筒状容器５ｂの材料は、水６に曝されても容易に破けず、水６を透過させるものであればよく、例えばセルロースやポリオレフィンの織布又は不織布を挙げることができる。
【００４２】
図５に補強鉄筋８の別な形態の一部省略側面図を示す。同図に示す補強鉄筋８の両端部に、補強鉄筋８の中心軸Ｘ−Ｘの延長方向に向かって出っ張り、かつ胴部８ｂよりも拡径した半球形をなしている半球端部８ａが形成されている。補強鉄筋８は、半球端部８ａと胴部８ｂとの間で、互いに対向している段差面８ｃを有している。
【００４３】
この補強鉄筋８が削孔４に挿し込まれ、半球端部８ａによって定着材カプセル５が破壊されることによりモルタル５ａが削孔４内に充填されると、段差面８ｃにモルタル５ａが密着しつつ、補強鉄筋８が削孔４内に定着する。それにより段差面８ｃとモルタル５ａとの間にアンカー効果が発現する。この補強鉄筋８は、アンカー効果により、半球端部８ａを有しない補強鉄筋に比較して高い引抜抵抗力（コンクリート躯体から鉄筋を引き抜く方向にかかる力に抵抗する力）を有しているので、地震によりコンクリート躯体１にせん断力が生じ、補強鉄筋８がコンクリート躯体１から引き抜かれる方向の力を受けたとしても、補強鉄筋８は容易に引き抜かれない。そのため、図５に示す補強鉄筋８を用いたコンクリート躯体補強工法は、これと同じ公称直径で、半球端部８ａを有しない補強鉄筋を用いた工法に比較して、補強鉄筋８の本数を減じたり、より細径の補強鉄筋８を用いたりしても、高いせん断耐力をコンクリート躯体１に付与することができる。その結果材料コストが減じられて、安価にコンクリート躯体の補強をすることができる。また、細径の補強鉄筋８は、施工時に既存の主鉄筋１１に干渉する可能性を低くできるので、施工性に優れている。そのためスムーズに施工できるので、コンクリート躯体補強の工期を短縮することができる。
【００４４】
図５に半球端部８ａが補強鉄筋８の両端部に形成されている例を示したが、半球端部８ａは、補強鉄筋８の一方の端部にのみ形成されていてもよい。また半球端部８ａは、鍛造、特に圧造によって形成することができる。
【００４５】
せん断補強部材として、鉄筋の他にＰＣ鋼材、又は寸切ボルトのような金属棒、若しくは炭素繊維やアラミド繊維によって補強された樹脂製の棒を挙げることができる。
【実施例】
【００４６】
以下に、本発明のコンクリート躯体補強工法を適用した実施例、本発明を適用外の比較例を示す。
【００４７】
（実施例）
本発明のコンクリート躯体補強工法に用いられる定着材であるモルタルを調製した。まず、早強ポルトランドセメント（宇部三菱セメント株式会社製）５８ｋｇに、主成分が酸化カルシウムであるモルタル膨張材（太平洋マテリアル株式会社製、製品名：太平洋ハイパーエクスパン）２ｋｇ、主成分が２−ヒドロキシプロピルメチルエーテルであるモルタル増粘剤（信越化学工業株式会社製、製品名：アスカクリーン）１ｋｇ、及び主成分がシリカ微粒子であるモルタル増粘剤（日本アエロジル株式会社製、製品名：アエロジル）１ｋｇを加えた。さらに、けい砂３０ｋｇ、石膏３ｋｇ、シリカフューム４ｋｇ、及び添加剤類１ｋｇを加えて、実施例のモルタル１００ｋｇを得た。
【００４８】
（比較例１）
モルタル増粘剤を加えなかったこと以外は、実施例と同様にして比較例１のモルタルを得た。
【００４９】
（比較例２）
モルタル増粘剤を６重量％としたこと以外は、実施例と同様にして比較例２のモルタルを得た。
【００５０】
（比較例３）
モルタル増粘剤を１２重量％としたこと以外は、実施例と同様にして比較例３のモルタルを得た。
【００５１】
（浸出試験）
実施例及び比較例１〜３のモルタルについて、酸化アルミニウムの含有率を、ＪＩＳ  Ｒ  ５２０２に規定する酸化アルミニウムの定量方法に準拠して求め、さらに水道用資機材−浸出試験方法ＪＷＷＡ  Ｚ  １０８：２０１２（公益社団法人日本水道協会：「資機材等の材質に関する試験」（平成１２年厚生省告示第４５号）に規定）に準拠して浸出試験を行った。結果を図６に示す。同図は、酸化アルミニウムの含有率（重量％）とアルミニウム化合物浸出量（ｍｇ／Ｌ）との相関を示すグラフである。図６から明らかなように、実施例のモルタルは、「水道施設の技術的基準を定める省令」(平成１２年２月２３日厚生省令第１５号：最終改正平成２６年２月２８日厚生労働省令第１５号)が基準とする０．０２ｍｇ／Ｌを大きく下回っているので、上水道資機材のコンクリート躯体補強工法に用いることができる。比較例１のモルタルは、基準とほぼ同じ値を示している。比較例２及び３のモルタルは、基準を大きく上回っているので、上水道資機材のコンクリート躯体の補強に用いることができない。
【００５２】
（Ｊ１４ロート試験及びフロー試験）
実施例及び比較例１〜３のモルタルに対して夫々水道水を３０重量％添加した。次いで、ＪＳＣＥ−Ｆ  ５４１−２０１３に規定するＪ１４ロート試験及びＪＩＳ  Ｒ  ５２０１に規定するフロー試験を行った。
【００５３】
（長尺施工試験）
実施例及び比較例１〜３のモルタルを、一端が開口した不織布（目付０．４ｇ／ｍ２）の筒状容器（直径２４ｍｍ、長さ３００ｍｍ）に夫々充填し、開口を閉じて定着材カプセルを作製した。定着材カプセルを２０℃の水道水に２分間浸漬した。厚さ５０００ｍｍのコンクリート躯体に、奥行４６００ｍｍ、直径２８ｍｍで、奥行方向が地面に対して平行な方向の削孔を形成した。この削孔に定着材カプセルを必要数挿入し、せん断補強部材である異形棒鋼Ｄ１９（公称直径１９．１ｍｍ）を挿し込んだ。
【００５４】
Ｊ１４ロート試験、フロー試験、及び長尺施工試験の結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
2015218465.tif 000003
【００５６】
表１中、「鉄筋挿し込み可否」について、スムーズに施工可能であったものを〇、施工可能であったが時間を要したものを△、施工不可能であったものを×とした。「削孔充填」について、削孔の開口から目視によって確認した。鉄筋と削孔内壁面との間に隙間が見られなかったものを〇、見られたものを×とした。比較例３は、鉄筋を挿し込むことができなかったので評価しなかった。「判定」について、鉄筋挿し込み可否及び削孔充填ともに〇であるものを良、鉄筋挿し込み可否が△かつ削孔充填が〇であるものを可、鉄筋挿し込み可否及び削孔充填のいずれか一方でも×であるものを不可とした。
【００５７】
表１から明らかなように、実施例のモルタルを用いたコンクリート躯体補強工法は、ダム堤体のような非常に厚いコンクリート躯体、及び上水道資機材のコンクリート躯体の補強工事に好適に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明のコンクリート躯体補強工法は、上水道資機材やダム堤体のようなコンクリート躯体の補強に用いられる。
【符号の説明】
【００５９】
１はコンクリート躯体、１ａは表面、１ｂは背面、２は地盤、３はコアボーリングマシン、３ａはコアドリル、４は削孔、５は定着材カプセル、５ａはモルタル、５ｂは筒状容器、６は水、６ａは気泡、７はトレイ、８は補強鉄筋、８ａは半球端部、８ｂは胴部、８ｃは段差面、９はハンマードリル、１１は主鉄筋、２０はボックスカルバート、２１は上水、３０はダム堤体、Ｌ１，Ｌ２は長さ、Ｍは奥行、Ｎは直径、Ｔは施工可能時間、Ｘは中心軸である。
【図１】
2015218465.tif 000004
【図２】
2015218465.tif 000005
【図３】
2015218465.tif 000006
【図４】
2015218465.tif 000007
【図５】
2015218465.tif 000008
【図６】
2015218465.tif 000009