(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート材の空隙に浸透剤を浸透させる浸透剤浸透装置において、
支持部と、
この支持部を前記コンクリート材に吸着固定する１又は複数個の吸盤と、
開口縁が内側に向けて曲成され、前記浸透剤を保液する保液材が内部に収容された状態で前記開口縁の縁部が前記コンクリート材に当接する袋状容器と、
前記袋状容器の底部に設けられた加圧プレートと、
前記支持部に支持され前記袋状容器の前記縁部が前記コンクリート材に当接した状態で前記加圧プレートを介して前記袋状容器内の保液材を前記コンクリート材に向けて加圧する加圧部材と、
前記保液材を前記コンクリート材に向けて加圧する加圧力を調整する加圧力調整部材と、
前記吸盤の内部を排気する排気装置と、
を有することを特徴とする浸透剤浸透装置。
【請求項２】
前記加圧力調整部材は、前記支持部に支持された筒部と、前記加圧プレートに固定され前記筒部の下部に挿入されて前記筒部内を移動可能のシャフトと、前記筒部の上部内面に形成されたネジに螺合して前記筒部内を移動可能の螺棒を備えたハンドル部と、前記筒部内で前記ハンドル部と前記シャフトとの間に介在する圧縮コイルバネと、を有することを特徴とする請求項１に記載の浸透剤浸透装置。
【請求項３】
前記ハンドル部と前記圧縮コイルバネとの間、又は前記シャフトと前記圧縮コイルバネとの間に、前記加圧部材による加圧力を計測するセンサが設けられており、前記加圧力が所定の範囲になるように前記ハンドル部により前記加圧力を調整することを特徴とする請求項２に記載の浸透剤浸透装置。
【請求項４】
前記袋状容器の前記縁部は、先端側が薄くなるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の浸透剤浸透装置。
【請求項５】
前記吸盤は、前記コンクリート材との接触部が軟質ゴムにより形成され、この軟質ゴムを金属製の基部に貼り合わせたものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の浸透剤浸透装置。
【請求項６】
前記保液材は、多孔質の弾性体であるスポンジ又は繊維層からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の浸透剤浸透装置。
【請求項７】
前記袋状容器は、ゴム製であり、側部が蛇腹状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の浸透剤浸透装置。
【請求項８】
前記袋状容器の前記縁部と前記加圧プレートとを連結する３個以上のヒンジを有し、このヒンジにより前記袋状容器の前記縁部と前記加圧プレートとの距離が規制されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の浸透剤浸透装置。
【請求項９】
前記ヒンジには、前記袋状容器の開口縁を前記加圧プレートから遠ざける方向に付勢する弾性部材が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の浸透剤浸透装置。
【請求項１０】
前記保液材に供給する浸透剤を蓄えておく貯液容器と、給液ポンプと、この給液ポンプと前記保液材との間に介在し第１の開閉弁の開放により前記給液ポンプと前記保液材とを接続する給液ホースと、を有し、前記給液ポンプは、前記第１の開閉弁が開放された状態で前記給液ホースを介して前記貯液容器から汲み出した浸透剤を前記保液材に供給することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の浸透剤浸透装置。
【請求項１１】
更に、第２の開閉弁の開放により前記保液材に接続され不要な浸透剤を前記貯液容器に排出する排液ホースを有することを特徴とする請求項１０に記載の浸透剤浸透装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート材の毛細管空隙に劣化防止剤等の浸透剤を効率よく浸透させる浸透剤浸透装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄筋コンクリート構造物の劣化は、地震力及び荷重等の外力によるものを除けば、コンクリート自体の劣化と鉄筋の腐食によるものであり、主に、塩害、硫酸塩浸食若しくは凍害等の原因によるものであるか、又はコンクリートの中性化若しくはアルカリ骨材反応等の症状の発現によるものであり、これらの劣化原因及び劣化症状が、複数種同時に進行する。これらの劣化原因及び症状は、全て、水を媒体にした物理・化学反応である。
【０００３】
所謂生コンクリートは余剰の水分を含んでいるが、これはセメントと水との混練状態がミクロ的には不完全であり、水和反応を完全に行わせるには余剰の水が必要であることと、フレッシュコンクリートを型枠に十分に流し込むにはある程度の流動性が求められるからである。凝固乾燥とともに、水分の一部は、セメント硬化体に化学的に取り込まれる。鉱物としてのセメントは、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ及びＦｅ等の元素により構成されており、水と接することにより、Ｃａイオンが水中に溶出し、引き続いて、セメント鉱物中に単量体（モノマー）として存在する珪酸イオン及びアルミナイオンが溶液中に溶け出す。そして、これらのイオン成分がＣａイオン及び水分子と反応することにより、セメント水和物（所謂Ｃ−Ｓ−Ｈゲル、エトリンガイト）を生成し、余剰のＣａイオンはＣａ（ＯＨ２）として析出する。生成された水和物同士は、相互に結合し、セメントペーストの流動性を低下させると共に、セメント粒子間の空隙に充填されていき、セメント硬化体（セメントゲル）を形成していく。このＣ−Ｓ−Ｈゲルは、セメントの水和反応によって生成するコンクリートの主要強度成分であり、単純な化学式では表せないが、３ＣａＯ・２ＳｉＯ２・３Ｈ２Ｏが近いとされている。天然に存在する鉱物であるトベルモライトに近い構造を持つといわれている。水和反応によってセメント硬化体（セメントゲル）が生成されると、ゲル内に化学的に組み込まれたセメント及び水（ゲル水）は圧縮され、体積が減少する。この減少を水和収縮という。このときの体積減少量は、一般的に、当初体積（セメントの体積＋水和反応にあずかる水の体積）の約１０％程度であるといわれている。
【０００４】
セメント水和物の中に捕捉又は吸着されたゲル水以外の水分は漸次蒸発し乾燥状態になり、セメント硬化体は、体積が減少する。即ち、フレッシュコンクリートが流動性を保っている間に起こる水和収縮は、全体の体積が減少するだけであるが、凝結が終わり流動性を失うと、その後の体積減少は、大部分は内部空隙の発生という形で吸収され、ごく一部は外形体積の減少（収縮）をもたらす。セメント硬化体の乾燥による収縮には、２種類の形態がある。即ち、一方の形態は、凝結以前の段階でセメント硬化体の表面ににじみ出てきた（ブリーディングした）水分が乾燥して収縮する形態であり、他方の形態は、凝結後にセメント硬化体内部の空隙に残留している水分が更に水和反応することによる自己乾燥収縮する形態である。即ち、乾燥により生じた内部空隙は当初水で満たされているが、水和反応の進行に伴ってこの空隙内の水も水和反応に使用されて次第に減少していく。空隙内の水が残り少なくなると、水膜の表面張力によって空隙壁面に対する収縮力が発生する。更に、水和反応がほぼ終了した後も、空隙（毛細管空隙）内の水分の蒸発は続くので、この収縮力は持続して外形体積の減少をもたらす。なお、自己乾燥収縮による体積減少は、水和収縮による体積減少の数十分の一程度である。
【０００５】
図１２は、セメント硬化体の形成時における外形体積の変化を示す図であり、図１２における左側の図は原材料の体積の構成、右側の図は、セメント硬化体の外形体積の構成を示す。なお、図１２においては、一例として、水セメント比（Ｗ／Ｃ）が０．５、即ち、セメント１ｇに対して水を０．５ｇ混合した場合を示す。図１２に示すように、例えば、原材料の水０．２３ｃｍ３とセメント０．３２ｃｍ３とにより水和物が生成され、更に凝結前の乾燥収縮により、水和物０．５ｃｍ３が生成され、０．０５ｃｍ３の体積減少が発生する。また、水和物の生成に使用されなかった水は、ゲル水０．１５ｃｍ３と余剰水０．１２ｃｍ３の形態でセメント硬化体内に存在する。このうち、ゲル水については、セメント硬化体の１乃至４ｎｍの空隙（ゲル空隙）内にてゲルにより強固に拘束される。
【０００６】
上記セメント硬化体内に存在している余剰水は、水和の終結時点から徐々に蒸発していき、セメント硬化体の内部に空隙を残す。従って、セメント硬化体は、５ｎｍ乃至数μｍ程度の大きさの空隙（毛細管空隙）を有する多孔質の固体ゲルとして形成される。この毛細管空隙は、コンクリート自体の強度を低下させるだけではなく、コンクリート構造物の劣化の原因となる。なお、セメント硬化体には、毛細間空隙の他に、ひび割れ又は凝結時の分離沈降によって生じた空隙、及びＡＥ剤の使用による数１０乃至１０００μｍ程度の大きさの空隙が形成される。このうち、ひび割れ又は凝結時の分離沈降によって生じた空隙は、毛細管空隙よりも遙かに大きなものであり、漏水の原因となってしまう。図１２に示すセメント硬化体モデルにおいては、全毛細管空隙の体積は、セメント硬化体の全体積に対して、（０．１２＋０．０５）／（０．５＋０．１５＋０．１２＋０．０５）＝０．２１ｃｍ３／ｃｍ３となる。但し、ここでは、凝結前の水和収縮分の体積は無視している。
【０００７】
雨水又は海水が吸水又は透水（圧力を伴う）という形で、コンクリート内部に侵入する際には、種々の有害な物質を伴うので、内部の物質との間で劣化化学反応を引き起こす。また、それだけではなく、元々内部に存在している物質間（乾燥状態では安定していたにも拘わらず）での有害な化学反応が、水を媒体にして励起されたり、活性化される。
【０００８】
従って、外部からの水の侵入を防止するか、又は大巾に減少させることにより、コンクリート内部を乾燥状態に保てれば、劣化の進行を止めるか、又は大巾に減少させることができる。
【０００９】
よって、これらの毛細管空隙等に浸透剤を浸透させ、毛細間空隙等の空隙を埋めたり、防水用の浸透剤を浸透させ、外部からの水の浸入を防止することが行われている。コンクリートの吸水及び透水を防止してコンクリートを保護するための一般的な方法は、その表面を防水施工するか、又は仕上げ（塗装、吹付け、金属パネル、タオル等）加工を施す方法である。一般的に、浸透剤の施工要領では、下向き施工（床施工）の場合、散布器等を使用して、床の上に厚み０．３乃至１．０ｍｍで散布される。また、横向き施工（壁施工）及び上向き施工（天井施工）の場合は、ローラ等を使用して、壁又は天井に塗布される。
【００１０】
コンクリートの表面から内部への液の浸透は、物理的には、濡れと圧入の二つの現象によるものと考えられる。濡れによる浸透は、加圧の無い状態で、コンクリートの表面エネルギーと液の表面エネルギー（＝表面張力）とのせめぎ合いによってコンクリート表面を濡らし、その一部が毛細管空隙に浸透することである。
【００１１】
特許文献１には、珪酸ナトリウムを主成分とした無機質浸透性防水剤をコンクリートに塗布又は注入した後、無機質浸透性防水剤の乾燥後に散水を数回繰り返すことによってコンクリートに浸透させる技術が開示されている。
【００１２】
散布器及びローラ以外による浸透剤の浸透方法については、例えば特許文献２乃至４に開示されており、コンクリートの空隙に棒状の注入用部材を挿入し、例えばアルカリ珪酸塩からなる浸透剤を空隙に注入する技術が開示されている。
【００１３】
アルカリ珪酸塩浸透剤は、ナトリウム珪酸塩溶液又はナトリウム珪酸塩とカリウム珪酸塩の混合溶液を主成分とし、他に少量の特殊金属酸化物を含むものである。
【００１４】
コンクリート内部には、主要強度成分であるＣ−Ｓ−Ｈゲルの他に、多量（セメント量の約１／３）の水酸化カルシウムＣａ（ＯＨ）２の結晶が存在し、その一部（溶解度０．１８ｇ／１００ｇＨ２Ｏ）は毛細管空隙内で溶解している。また、セメント中には当初からアルカリ分（酸化ナトリウムＮａ２Ｏ、酸化カリウムＫ２Ｏ）が含まれるので、毛細管空隙中に水分が存在すると、ナトリウムイオンＮａ＋、カリウムイオンＫ＋、水酸化物イオンＯＨ−及びカルシウムイオンＣａ２＋が溶解し、本来は強塩基性（ｐＨ１２．５乃至１３．５）である。
【００１５】
毛細管空隙にアルカリ珪酸塩が浸透すると、それが溶液中のカルシウムイオンを取り込んでガラス質の半固体ゲルに変化する。このゲルは水分の多い環境下では、充分な水分（ゲル水）を吸収して体積を増し、空隙を塞ぐ。この状態では、液体及び気体の出入りが遮断される。一方、乾燥時（ゲル水は通常の遊離水よりも蒸発しにくい）には、乾燥ゲルとなって体積が減少し、気体（酸素、二酸化炭素、水蒸気）はある程度、流通する。
【００１６】
このような性質を利用して、水及び海水の浸入を防止又は抑制し、それによってコンクリートの劣化の進行を遅らせ、延命を図るのに使われるのがアルカリ珪酸塩浸透剤である。
【００１７】
アルカリ珪酸塩浸透剤は、コンクリート内で生成する半固体ゲル（カルシウムアルカリ珪酸塩）が、セメント又はガラスと似た組成（酸化珪素、酸化カルシウム、酸化アルカリ）で、全て無機質であり、紫外線又は温度変化による経年変質がほとんどないという長所がある。また施工後もコンクリート表面の外観にほとんど変化がない。よって、材齢の若いコンクリートであれば、本来の肌理及び色を長期間にわたり保つことができる。
【００１８】
そして、一般の防水のように薄い被膜による防水ではなく、ある厚さ（コンクリートの密実さによって数ｃｍ乃至１０ｃｍ）に広がった防水性のある層を形成するので、表面での機械的摩耗及び引っかき傷には強い。また、コンクリートの背面からの水圧をともなった透水（建物地中壁、地下ピット、擁壁、トンネル、水槽等）に対して、補修手段として有効である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開平７−２６６７４号公報
【特許文献２】特開２００６−３２２２６７号公報
【特許文献３】特開２００８−２５５５９０号公報
【特許文献４】特開２００５−６０１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、一般的な浸透剤の施工要領においては、下向き施工の場合、濡れと散布厚に相当する僅かの圧力（重力）による浸透が行われているが、浸透剤のコンクリートへの浸透が不十分である。また、横向き施工又は上向き施工の場合には、ローラ等を用いる濡れによる浸透が行われているが、浸透剤のコンクリートへの浸透が不十分であることに加えて、施工時に、ローラ等から浸透剤が垂れ落ちることがあり、浸透剤の一部が無駄になるという問題点がある。
【００２１】
特許文献１の技術においては、浸透剤の塗布又は注入、乾燥及び散水を少なくとも３サイクル繰り返す必要があり、浸透剤の浸透作業が煩雑で、長時間を要するという問題点がある。
【００２２】
特許文献２乃至４の技術においては、浸透剤をコンクリートに注入するために、コンクリートに孔をあけ、浸透剤注入用部材を孔に挿入する必要がある。従って、浸透剤を注入する作業性が低いものである。また、複数箇所の補修を行う場合においては、改めてコンクリートに孔を設ける必要があり、構造物の外観も劣化させてしまう虞がある。
【００２３】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、効率的に浸透剤をコンクリートに浸透できると共に、浸透剤の無駄を低減できる浸透剤浸透装置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】
【００２４】
本発明に係る浸透剤浸透装置は、コンクリート材の空隙に浸透剤を浸透させる浸透剤浸透装置において、支持部と、この支持部を前記コンクリート材に吸着固定する１又は複数個の吸盤と、開口縁が内側に向けて曲成され、前記浸透剤を保液する保液材が内部に収容された状態で前記開口縁の縁部が前記コンクリート材に当接する袋状容器と、前記袋状容器の底部に設けられた加圧プレートと、前記支持部に支持され前記袋状容器の前記縁部が前記コンクリート材に当接した状態で前記加圧プレートを介して前記袋状容器内の保液材を前記コンクリート材に向けて加圧する加圧部材と、前記保液材を前記コンクリート材に向けて加圧する加圧力を調整する加圧力調整部材と、前記吸盤の内部を排気する排気装置と、を有することを特徴とする。
【００２５】
上述の浸透剤浸透装置において、例えば前記加圧力調整部材は、前記支持部に支持された筒部と、前記加圧プレートに固定され前記筒部の下部に挿入されて前記筒部内を移動可能のシャフトと、前記筒部の上部内面に形成されたネジに螺合して前記筒部内を移動可能の螺棒を備えたハンドル部と、前記筒部内で前記ハンドル部と前記シャフトとの間に介在する圧縮コイルバネと、を有する。この場合に、前記ハンドル部と前記圧縮コイルバネとの間、又は前記シャフトと前記圧縮コイルバネとの間に、前記加圧部材による加圧力を計測するセンサが設けられており、前記加圧力が所定の範囲になるように前記ハンドル部により前記加圧力を調整することが好ましい。
【００２６】
上述の浸透剤浸透装置において、前記袋状容器の前記縁部は、先端側が薄くなるように形成されていることが好ましい。
【００２７】
また、例えば前記吸盤は、例えば前記コンクリート材との接触部が軟質ゴムにより形成され、この軟質ゴムを金属製の基部に貼り合わせたものである。
【００２８】
前記保液材は、例えば多孔質の弾性体であるスポンジ又は繊維層からなる。
【００２９】
前記袋状容器は、例えばゴム製であり、側部が蛇腹状に形成されている。
【００３０】
上述の浸透剤浸透装置は、例えば前記袋状容器の前記縁部と前記加圧プレートとを連結する３個以上のヒンジを有し、このヒンジにより前記袋状容器の前記縁部と前記加圧プレートとの距離が規制されている。この場合に、前記ヒンジには、前記袋状容器の開口縁を前記加圧プレートから遠ざける方向に付勢する弾性部材が設けられていることが好ましい。
【００３１】
浸透剤浸透装置は、例えば前記保液材に供給する浸透剤を蓄えておく貯液容器と、給液ポンプと、この給液ポンプと前記保液材との間に介在し第１の開閉弁の開放により前記給液ポンプと前記保液材とを接続する給液ホースと、を有し、前記給液ポンプは、前記第１の開閉弁が開放された状態で前記給液ホースを介して前記貯液容器から汲み出した浸透剤を前記保液材に供給する。この場合に、更に、第２の開閉弁の開放により前記保液材に接続され不要な浸透剤を前記貯液容器に排出する排液ホースを有するように構成することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係る浸透剤浸透装置は、保液材に浸透剤を吸収させ、排気装置による排気により吸盤内の圧力を減圧し、浸透剤浸透装置の全体をコンクリート材に吸着固定した状態で、袋状容器の縁部をコンクリート材に当接させ、加圧部材及び加圧プレートにより袋状容器の内部に収容された保液材を押し潰し、保液材に保液された浸透剤をコンクリート材へ向けて絞り出すという簡単な動作により、コンクリート材に浸透剤を加圧浸透させることができる。
【００３３】
また、例えば袋状容器の縁部に沿って延びている吸盤により、浸透剤浸透装置の全体をコンクリート材に吸着固定するため、浸透材浸透装置を安定的に支持することができ、大がかりな支持用の部材を設置する必要もなく、小型化した浸透材浸透装置を得ることができる。更に、施工対象のコンクリート材に孔等の加工を施す必要がなく、複数箇所の施工においても、効率よく浸透剤を浸透させることができる。更にまた、吸盤を浸透剤の加圧浸透箇所に近接して設けた場合においては、吸盤及び排気装置による吸引力を装置全体の支持に使用するだけではなく、毛細管空隙内の空気の吸引に使用して浸透剤の浸透効率を向上させることができる。
【００３４】
更にまた、袋状容器の開口縁が内側に向けて曲成されているため、加圧により、袋状容器の縁部はコンクリート材に密着し、浸透剤の漏れを防止することができ、浸透剤の無駄を低減することができる。特に、横向き施工及び上向き施工において、施工コストの無駄を低減できる効果は顕著である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る浸透剤浸透装置を示す図であって、図２におけるＡ−Ａ断面図、（ｂ）は、吸盤を示す拡大断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る浸透剤浸透装置を示す側面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る浸透剤浸透装置において、加圧シャフト及び加圧ハンドルを示す断面図、（ｂ）は同じく上面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る浸透剤浸透装置を使用し、上向き施工法により浸透剤を浸透させている状態を示す断面図、（ｂ）は、図４（ａ）のＢ部詳細図、（ｃ）は、図４（ａ）のＣ部詳細図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、同じく本発明の第１実施形態に係る浸透剤浸透装置を使用し、上向き施工法により浸透剤を浸透させている状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る浸透剤浸透装置を示す図である。
【図７】浸透剤の充填率を示す図である。
【図８】加圧シミュレーション試験装置を示す図である。
【図９】加圧シミュレーション試験により、コンクリート材３に浸透剤を浸透させた場合の試験結果であり、図９（ａ）は単分子の浸透剤としてクロム酸カリ希薄溶液を使用した場合、図９（ｂ）は高分子の浸透剤として珪酸ナトリウム溶液（水ガラス）を使用した場合の浸透量の時間変化を示す。
【図１０】加圧力と吸引力との関係を示すイメージ図である。
【図１１】シロキサン結合を示す図である。
【図１２】セメント硬化体の形成時における外形体積の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。先ず、毛細管空隙への浸透剤の浸透深さについて説明する。図１２に示すように、水／セメント比（Ｗ／Ｃ）が０．５の場合において、コンクリート調合として標準的調合を採用し、砂の平均粒子径を１．２ｍｍ以下、砂利の平均粒子径を２０ｍｍ以下としたときに、生コンクリート１ｍ３あたりの重量調合は、水：１９０ｋｇ／ｍ３、セメント：３８０ｋｇ／ｍ３、砂：５７７ｋｇ／ｍ３、砂利：１１８８ｋｇ／ｍ３となる。図１２において、水和による体積減少（０．０５ｃｍ３／１ｇセメント）及び余剰水（０．１２ｃｍ３／１ｇセメント）の体積が毛細間空隙として形成されるとした場合には、生コンクリート１ｍ３あたり、（０．０５＋０．１２）×３８０×１０−３＝０．０６５ｍ３の毛細管空隙が形成され、空隙率は６．５％となる。
【００３７】
浸透剤が空隙内に浸透するということは、空隙内の空気又は水を追い出しつつ、置き換わることである。しかしながら、その過程で、空気及び水を空隙内から１００％追い出すことは不可能であり、浸透剤の空隙充填率もコンクリート材３の表面から内部へいくほど低くなると考えられる。このとき、空隙への浸透剤の充填率が仮に１００％以下であっても、平均充填率が例えば７０％以上の層が充分の厚さで形成されるならば、浸透剤の効果は発現する。そこで、毛細間空隙への浸透剤の最大充填率、即ち、コンクリート材３表面付近における充填率を９０％とし、浸透剤の充填率が内部に向かって低くなっていく状態を図７に示すように仮定し、充填率が４０％となる部分の深さを浸透深さＤと定義する。そうすると、平均充填率は、（９０＋８５×２＋７５×２＋６０×２＋４０）／８＝７１．３（％）となり、コンクリート材３の表面から浸透深さＤまでの領域において７０％以上の平均充填率が得られ、浸透剤の効果を十分に得られることになる。ここで、浸透剤の単位面積あたりの浸透量（以下、浸透厚さとよぶ）をＳとしたときに、浸透深さＤ（単位：ｍｍ）と浸透厚さＳ（単位：ｍｍ）との関係は、上記毛細管空隙の空隙率６．５％を考慮して、以下の数式により示すことができる。
【００３８】
【数１】
0004616419.tif 000002
【００３９】
この関係式より、例えば浸透厚さＳが０．１５ｍｍである場合には、実際には、Ｄ＝３．２ｍｍの位置までの深さにおいて、４０乃至９０％の充填率が得られ、７０％以上の平均充填率が得られていることになる。この計算式を用いれば、例えば後述の実施例にてコンクリート標準試験体に直管付きガラスロートを立設して浸透試験を行うが、コンクリートを破壊することなく浸透深さを概算することができる。
【００４０】
次に、本発明の第１実施形態に係る浸透剤浸透装置について説明する。先ず、第１実施形態に係る浸透剤浸透装置の構成について説明する。図１（ａ）は本発明の第１実施形態に係る浸透剤浸透装置を示す図であって、図２におけるＡ−Ａ断面図、図１（ｂ）は、吸盤を示す拡大断面図である。図２は本発明の第１実施形態に係る浸透剤浸透装置を示す側面図である。図３（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る浸透剤浸透装置において、加圧シャフト及び加圧ハンドルを示す断面図、図３（ｂ）は同じく上面図である。図４（ａ）及び図５（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る浸透剤浸透装置を使用し、上向き施工法により浸透剤を浸透させている状態を示す断面図、図４（ｂ）及び図５（ｂ）は、夫々、図４（ａ）及び図５（ａ）におけるＢ部詳細図、図４（ｃ）は、図４（ａ）のＣ部詳細図である。
【００４１】
図１及び図２に示すように、本実施形態の浸透剤浸透装置１は、装置の枠体となる支持部１５と、この支持部１５に連結された吸盤１６と、袋状容器１２と、袋状容器１２の底部に設けられた加圧プレート１３と、加圧力調整部材１４としての連結スリーブ１４ａ、加圧シャフト１４ｂ、圧縮コイルバネ１４ｃ及び加圧ハンドル１４ｄと、吸盤１６に接続された排気装置１７とを有している。袋状容器１２の内部には、浸透剤が吸収されて保液される保液材１１が収容され、浸透剤浸透装置１は、排気装置１７により吸盤１６内が排気されることにより、施工対象のコンクリート材３に吸着固定される。
【００４２】
袋状容器１２は、弾性及び気密性を有する材質からなり、例えば加圧により伸縮可能に構成されている。袋状容器１２の材質としては、例えばポリウレタンゴム又はクロロプレンゴム等の高分子ゴム等の合成ゴムを使用すれば、弾力性、加工性及び経済性の点で優れている。袋状容器１２は、厚さが例えば０．１乃至０．３ｃｍの袋状に形成されており、全体として例えば円筒状に構成されている。そして、袋状容器１２の側部は、例えば蛇腹状に形成されており、これにより、伸縮変形時に、加圧プレート１３による加圧方向において、袋状容器１２は、その伸縮に伴う変形抵抗が極めて小さくなり、また、袋状容器１２の側部の一部分だけが不均一に伸縮することを防止することができる。袋状容器１２の外径は、例えば４０乃至１２０ｃｍ、高さは例えば３乃至１０ｃｍである。
【００４３】
図４（ｂ）に示すように、袋状容器１２の開口縁は、内側に向けて曲成されており、これにより、浸透材の漏れを防止している。袋状容器の開口縁の縁部１２ａは、先端側が薄くなるように形成されており、これにより、浸透施工対象のコンクリート材３への密着性を向上させている。袋状容器１２は、この縁部１２ａにて浸透施工対象のコンクリート材３に当接される。
【００４４】
袋状容器１２の内部に収容される保液材１１は、例えば多孔質の弾性体、スポンジ又は繊維等により形成されており、これにより、保液材１１は吸液性を有し、吸収した液体を圧縮により排出できるように構成されている。保液材１１を多孔質の弾性体、スポンジ又は繊維等により構成することにより、施工姿勢が下向き、横向き及び上向きのいずれの場合においても、保液材１１の内部における、重力による浸透剤の移動を低減し、安定的に施工することができる。多孔質の弾性体であるスポンジ又は繊維層を使用することができる。スポンジとしては、例えばウレタン樹脂からなる発泡体を使用することができ、また、繊維層としては、厚みを有するように、例えば、長さが１５乃至１００ｎｍ程度の短い繊維を相互に絡み合わせて層状にしたもの、又は例えば不織布を積層させたものを使用しても良い。この場合に、繊維又は不織布同士の接着には、例えば接着剤を使用することができる。
【００４５】
加圧プレート１３は、例えば硬質ポリプロピレン等の樹脂又は金属等の剛性を有する材質により構成されており、例えば円板状に形成されている。そして、加圧プレート１３は、その主面の一方が、例えば接着剤により袋状容器１２の底部に接着固定されている。
【００４６】
本実施形態においては、図１（ａ）に示すように、袋状容器１２の開口縁部１２ａの外側の側面と加圧プレート１３とを連結するように、３個以上のヒンジ２１が設けられており、このヒンジ２１により袋状容器１２の開口縁部１２ａと加圧プレート１３との距離が規制されている。即ち、袋状容器の縁部１２ａに取り付けたヒンジプレート２１ａと加圧プレート１３に取り付けたヒンジプレート２１ｂとが連結部２１ｃにて相互に回転可能に連結されていることにより、ヒンジプレート２１ａ及び２１ｂの長さの範囲、並びにヒンジ２１の開角度の範囲で、加圧プレート１３の加圧面と袋状容器１２の開口縁部１２ａとの距離を所定の範囲に規制することができる。また、図２に示すように、ヒンジ２１の回転軸となる連結部２１ａが互いに異なる方向に延びていることにより、例えば３個以上のヒンジ２１が同一の形状である場合には、開角度が全て等しくなる。即ち、本実施形態においては、ヒンジ２１を３個以上設置することにより、加圧プレート１３の加圧面と袋状容器１２の開口縁部１２ａとが常に平行を維持した状態で、加圧プレート１３を常に開口縁部１２ａのコンクリート材３に対する接触面に垂直に移動させることができるため、袋状容器１２を均等に変形させることができる。ヒンジ２１には、２枚のヒンジプレート２１ａとヒンジプレート２１ｂとの最大開角度を規定するために、例えばストッパーを設けることができる。
【００４７】
ヒンジ２１には、図４（ｃ）に示すように、２枚のヒンジプレート２１ａ及びヒンジプレート２１ｂに夫々連結されたバネ２１ｄが設けられていてもよく、これにより、加圧プレート１３による加圧方向に抗するように弾性力を作用させて、加圧プレート１３による加圧力を解除した際に、加圧プレート１３がバネ２１ｄの弾性力により袋状容器１２の開口縁部１２ａから自動的に離隔して、袋状容器１２の形状が復帰するように構成してもよい。
【００４８】
支持部１５は、加圧プレート１３の他面及び袋状容器１２の側面の外方に設けられ、浸透剤浸透装置１の骨格をなすように複数本の棒状部材によって形成されている。そして、支持部１５は、複数本の棒状部材が例えば施工対象のコンクリート材３へ向けて垂直となるように延び、その先端部に後述する吸盤１６が固定されている。本実施形態においては、図１及び図２に示すように、支持部１５からは、３本の棒状部材がコンクリート材３へ向けて延びるように構成されており、夫々の端部に、吸盤１６が固定されている。これらの３本の棒状部材は、例えば側面視で（棒状部材の長手方向から視たときに）均等に位置するように、後述する加圧シャフト１４ｂの位置を中心としたときに、１２０度の間隔で離隔して均等に配置されている。
【００４９】
加圧力調整部材１４としての連結スリーブ１４ａは、例えば円筒状に形成されており、前記支持部１５の複数本の棒状部材のうち、吸盤１６が固定された棒状部材に対して長手方向が平行になるように配置され、その円筒側面にて支持部１５に固定されて支持されている。加圧シャフト１４ｂは、全体として棒状をなし、例えば加圧プレート１３と同様に剛性を有する材質により構成されている。加圧シャフト１４ｂは、その一端が、例えば加圧プレート１３の他方の主面の中央部近傍の１カ所に固定されている。前記連結スリーブ１４ａの内径は、加圧シャフト１４ｂの外径よりも若干大きくなるように構成されており、その円筒下部（連結プレート側）に加圧シャフト１４ｂが挿入されている。これにより、加圧シャフト１４ｂは連結スリーブ１４ａ内を軸方向に移動可能に構成されている。また、図３（ａ）に示すように、連結スリーブ１４ａの円筒内面のうち、加圧シャフト１４ｂに対して逆側の内面には、所定区間のネジが形成されている。そして、加圧ハンドル１４ｄには、シャフト部分の外面に雄ネジが形成されており、この雄ネジが連結スリーブ１４ａの内面の雌ネジ部分に螺合し、これにより、加圧ハンドル１４ｄのシャフト部分が連結スリーブ１４ａ内を軸方向に移動可能に構成されている。連結スリーブ１４ａ内には、加圧シャフト１４ｂと加圧ハンドル１４ｄとの間に介在するように、圧縮コイルバネ１４ｃが挿入されている。そして、圧縮コイルバネ１４ｃの端部に、夫々、加圧シャフト１４ｂ及び加圧ハンドル１４ｄの夫々端部が接触している。なお、連結スリーブ１４ａの内面及び加圧ハンドル１４ｄのシャフト部分の外面に設けられたネジは、その設置長さが例えば加圧プレート１３の可動範囲と同等であればよい。加圧力調整部材１４をこのように構成することにより、支持部１５は、圧縮コイルバネ１４ｃ及び加圧ハンドル１４ｄを介して、加圧シャフト１４ｂからの加圧反力を受け止めるように構成されている。また、支持部１５は、反力源としての吸盤１６からの吸着力を加圧ハンドル１４ｄ、圧縮コイルバネ１４ｃ及び加圧シャフト１４ｂを介して加圧プレート１３に伝達することができ、また、加圧ハンドル１４ｄによる加圧力の制御が容易となる。
【００５０】
図３（ｂ）に示すように、連結スリーブ１４ａの側面には、例えばその長手方向に沿って、所定区間の孔１４０が設けられており、孔１４０から連結スリーブ１４ａの内部に例えば潤滑油を注入できるように構成されている。また、加圧ハンドル１４ｄには、圧縮コイルバネ１４ｃとの接触部に近接した位置に、例えば加圧力測定用のセンサ（ロードセル）２２が設けられており、加圧プレート１３に印加する加圧力を測定できるように構成されている。これにより、加圧力が所定の範囲内になるように加圧ハンドル１４ｄにより加圧力を調整できるように構成されている。センサ２２から延びるリード線２２ａは、前述の連結スリーブの孔１４０から取り出すことができる。なお、本実施形態においては、センサ２２は、加圧ハンドル１４ｄに設けられているが、加圧シャフト１４ｂの圧縮コイルバネ１４ｃとの接触部に近接した位置にセンサ２２が設けられていてもよい。
【００５１】
吸盤１６は、コンクリート材３の凹凸に対する密着性を考慮して、コンクリート材３との接触部１６ｂが柔軟性及び気密性を有する例えば軟質ゴムによりパッド状に形成されており、例えば鋼、ステンレス又は黄銅等の金属製の基部１６ａに、この軟質ゴムパッドが貼り合わされている。吸盤１６の基部１６ａを金属により構成することにより、吸盤１６の強度が確保され、排気装置１７による排気によっても変形し難くなり、吸着力を安定して作用させて浸透剤浸透装置１をコンクリート材３に安定的に固定することができる。また、金属は、例えば軟質ゴム等に比して成形性がよく、成形に要するコストも低いため、基部１６ａを金属により構成することにより、吸盤１６の全体を例えば軟質ゴムにより構成した場合に比して、吸盤１６の成形が容易となり、製造コストも低く抑えることができる。図２に示すように、吸盤１６は、例えば側面視で（加圧シャフト１４ｂの軸方向から見たときに）湾曲した長楕円形状に形成されており、例えば３個の吸盤１６が袋状容器１２の縁部１２ａに沿って均等に配置されている。そして、吸盤１６は、例えば夫々の長手方向の中央部付近において、夫々、支持部１５の３本の棒状部材の先端に固定されている。３個の吸盤１６は、夫々、浸透施工対象のコンクリート材３に吸着することにより、支持部１５を介して浸透剤浸透装置１の全体をコンクリート材３に吸着固定する。なお、本実施形態においては、図１（ｂ）に示すように、基部１４ａは、軟質ゴムパッド１６ｂとの貼り合わせ部分が、扁平な板状に若干拡張されており、これにより、軟質ゴムパッド１６の面積を広げ、軟質ゴムパッド１６のコンクリート材３への接触面積を広げている。これにより、吸盤１６によるコンクリート材３への吸着固定が安定する。なお、この場合、吸盤の幅及び長さは、図１（ｂ）に示すように軟質ゴムパッド１６ｂの部分の外縁の寸法により定義され、夫々有効幅及び有効長さと称する。本実施形態においては、吸盤１６の有効幅は、例えば６０乃至１２０ｍｍであり、有効長さは、例えば１５０乃至５００ｍｍである。また、吸盤１６がコンクリート材３に接触する領域の外縁により決定される有効接触面積としては、４００ｃｍ２以下が実用的である。本実施形態においては、夫々の吸盤１６の有効幅は８０ｍｍ、有効長さは４００ｍｍである。
【００５２】
図１（ｂ）に示すように、夫々の吸盤１６には、例えば、支持部１５への固定部分に近接した位置に、排気孔が設けられており、吸気ホース１８を介して排気装置１７に接続されている。そして、吸盤１６のパッド部分１６ｂをコンクリート材３に当接させた状態で、吸盤１６の内部を排気装置１７により排気することにより、吸盤内部の真空度が高まり、浸透剤浸透装置１の全体をコンクリート材３に吸着固定できる。なお、本実施形態における排気孔の位置は一例であり、吸盤１６内の空気を排気できれば、排気孔は吸盤１６のいずれの位置に設けられていてもよい。排気装置１７は、例えば真空ポンプ及びエジェクター等、吸盤の内部を排気できるものであれば、どのような形態のものでも使用することができる。
【００５３】
次に、本第１実施形態の浸透剤浸透装置の動作について説明する。先ず、浸透施工対象のコンクリート材３の施工目的に合わせて、浸透剤を選択する。例えば、コンクリート材３への撥水性の付与を目的とする場合には、例えばシリコーンオイルを選択する。この選択した浸透剤を保液材１１に吸収させ、袋状容器１２内に収容する。
【００５４】
次に、袋状容器１２の開口部をコンクリート材３の浸透施工対象部位に向け、浸透剤浸透装置１をコンクリート材３に近接させていく。すると、先ず、吸盤１６の開口部がコンクリート材３に接触する。この状態で例えば真空ポンプ等の排気装置１７を駆動する。これにより、吸気ホース１８を介して排気装置１７に接続された吸盤１６内が排気され、吸盤１６内の圧力が減圧され、浸透剤浸透装置１が、コンクリート材３に吸着固定される。このとき、吸盤１６内の真空度を例えば圧力センサ等により確認することにより、吸盤１６内が所定の真空度に達したことを確認する。吸盤１６のコンクリート材３との接触部１６ｂを例えば軟質のゴムにより形成することにより、コンクリート材３の表面に凹凸があった場合においても、接触部１６ｂはコンクリート材３の凹凸を吸収する形状に容易に変形することができる。これにより、吸盤１６の気密性を向上させることができる。また、吸盤１６の基部１６ａを例えば金属等の剛性の高い材料により構成することにより、吸盤１６内が減圧された場合においても、吸盤１６の形状が容易に変化することを防止でき、吸着力を安定して作用させて浸透剤浸透装置１をコンクリート材３に安定的に固定することができる。
【００５５】
排気装置１７により吸盤１６内の真空度を例えば−８０ｋＰａとしたときには、本実施形態においては、３個の吸盤１６（接触面積：０．０８ｍ×０．４ｍ＝０．０３２ｍ２）により、０．０３２×３×８０＝７．６８ｋＮ（７８３ｋｇｆ）の吸着力を得ることができる。この吸着力は、例えば浸透剤浸透装置１をコンクリート材３から引き剥がす力が最も大きく作用する条件下（例えば、横向き施工及び上向き施工時）においても、浸透剤浸透装置１及びその他の付属品の自重、並びに転倒モーメントによる引き剥がし力の合計に対して、充分に余裕がある大きさである。
【００５６】
吸盤１６により、浸透剤浸透装置１をコンクリート材３に吸着固定したら、加圧シャフト１４ｂにより加圧プレート１３に加圧力を作用させる。本実施形態においては、加圧ハンドル１４ｄを回転させ、加圧プレート１３側に前進させることにより、加圧シャフト１４ｂとの距離が縮まり、加圧ハンドル１４ｄと加圧シャフト１４ｂとの間に存在する圧縮コイルバネ１４ｃが圧縮されて加圧力が発生する。この加圧力を加圧シャフト１４ｂを介して加圧プレート１３に作用させる。一般的に、通常のネジにおいては、軸方向の加圧力をＰ、ネジのよび径をｄとしたとき、ネジを回転させるために必要なトルクＭは、次の数式により求められる。
【００５７】
【数２】
0004616419.tif 000003
【００５８】
例えば、本実施形態において、加圧ハンドル１４ｄのシャフト部分のネジのよび径ｄが２５ｍｍで、１８０ｋｇｆ（１．７６ｋＮ）の加圧力Ｐを得ようとする場合においては、０．９ｋｇｆ・ｍ（８．８２ｋＮ・ｍ）のトルクＭが必要である。従って、加圧ハンドル１４ｄの有効半径が、例えば１５０ｍｍである場合においては、０．９／０．１５＝６．０ｋｇｆ（５８．８Ｎ）の回転力Ｆを加圧ハンドル１４ｄに作用させればよい。
【００５９】
加圧ハンドル１４ｄは、回転によりシャフト部分が、次第に連結スリーブ１４ａ内に挿入されていく。これにより、加圧ハンドル１４ｄのシャフト部分が受ける反力は、加圧力として圧縮コイルバネ１４ｃを介して加圧シャフト１４ｂに伝達され、加圧シャフト１４ｂは、その先端部に固定された加圧プレート１３と一体的にコンクリート材３側に移動していく。そして、保液材１１及び袋状容器１２は、次第にコンクリート材３に近接していき、やがて、図４に示すように、袋状容器１２の開口縁部１２ａがコンクリート材３に当接する。このとき、袋状容器１２の開口縁部１２ａは、先ず、最も内縁側の肉厚が薄い先端部分がコンクリート材３に当接する（図４（ｂ））。また、保液材１１もコンクリート材３に当接し、図４に示す状態となる。
【００６０】
保液材１１及び袋状容器１２がコンクリート材３に当接すると、保液材１１及び袋状容器１２は、加圧プレート１３とコンクリート材３との間に挟まれた状態となる。従って、この状態で、加圧ハンドル１４ｄを更に回転前進させると、図５に示すように、加圧プレート１３による押圧により、保液材１１及び袋状容器１２は徐々に変形していく。このとき、加圧ハンドル１４ｄのシャフト部分からの押圧力は、圧縮コイルバネ１４ｃを介して加圧シャフト１４ｂ及び加圧プレート１３に作用し、この加圧力が袋状容器１２及び保液材１１に印加されることにより、袋状容器１２及び保液材１１が押し潰されていく。このとき、袋状容器１２の側部が蛇腹状に形成されていれば、圧縮変形時に、袋状容器１２の圧縮抵抗を低減することができる。また、本実施形態においては、３個のヒンジ２１を、夫々の回転軸となる連結部２１ａが互いに異なる方向に延びるように設置することにより、施工姿勢が下向き、横向き及び上向きのいずれの場合においても、袋状容器１２の変形に対する重力の影響を低減し、加圧プレート１３の加圧面と袋状容器１２の開口縁部１２ａとが常に平行を維持した状態で、加圧プレート１３を常に開口縁部１２ａのコンクリート材３に対する接触面に垂直に移動させることができ、袋状容器１２の不均一な変形も防止できる。
【００６１】
加圧ハンドル１４ｄには、圧縮コイルバネ１４ｃとの接触部に近接した位置に、加圧力測定用のセンサ（ロードセル）２２が設けられており、圧縮力に対する保液材１１の変形抵抗、袋状容器１２の変形抵抗及びヒンジ２１（バネ２１ｄ）の弾性抵抗を予め測定しておくことにより、ロードセル２２が示す圧縮力との差により、コンクリート材３に浸透させていく浸透剤の液圧を知ることができる。即ち、この差（正味の加圧力とよぶ）を浸透面積で除した値が浸透剤の液圧である。
【００６２】
加圧ハンドル１４ｄを回転させて加圧プレート１３側に前進させ、ロードセル２２の指示値が例えば所定の上限値に達したら、加圧ハンドル１４ｄの操作を停止する。浸透剤は、液圧により、コンクリート材３に徐々に浸透していく。浸透剤の浸透に伴って、袋状容器１２は徐々に縮んでいく。これにより、加圧プレート１３及び加圧シャフト１４ｂは、コンクリート材３側に移動し、同時に、連結スリーブ１４ａ内の圧縮コイルバネ１４ｃも少しずつ伸びていくが、圧縮コイルバネ１４ｃの歪み量（＝伸び／全長）が小さい間は、加圧力の低下も小さい。加圧力が所定の下限値以下になったら、再度、加圧ハンドル１４ｄを回転前進させることにより、加圧力を例えば所定の上限値となるように調整する。これにより、加圧プレート１３に印加する加圧力が所定の範囲内になるように、加圧ハンドル１４ｄにより加圧力を調整する。
【００６３】
本実施形態においては、コンクリート材３の表面に凹凸が存在している場合においても、袋状容器１２の開口縁部１２ａは、外縁側から開口部へ向けて肉厚が薄く形成された先細り形状であり、更に、浸透剤の液圧が開口縁部１２ａをコンクリート材３に押しつけるように作用するため、図５（ｂ）に示すように、開口縁部１２ａはコンクリート材３の表面に密着する。従って、袋状容器１２の開口縁部１２ａとコンクリート材３との間には隙間が形成されにくく、浸透剤の外部への漏れを防止することができ、浸透剤の無駄を低減することができる。特に、横向き施工及び上向き施工において、施工コストの無駄を低減できる効果は顕著である。
【００６４】
また、本実施形態においては、袋状容器１２の開口縁部１２ａの外側の側面と加圧プレート１３とを連結するように、３個以上のヒンジ２１が設けられているため、このヒンジ２１により加圧プレート１３の加圧面と袋状容器１２の開口縁部１２ａとの距離が所定の範囲となるように規制することができ、加圧プレート１３の移動をコンクリート材３の施工面に垂直な方向に規制することにより、袋状容器１２を均等に変形させることもできる。
【００６５】
浸透剤浸透装置１における加圧力による浸透促進効果の推定には、図８に示すような、加圧シミュレーション試験が有効である。即ち、図８に示すように、柱状のコンクリート供試材３０（直径１００ｍｍ、高さ２００ｍｍの円柱状）には、その上面に浸透剤２が充填されたガラスロート５が設置され、ガラスロート５と、コンクリート供試材３０との境界から浸透剤２が漏れ出さないように、ガラスロート５の周囲の供試材３０上はシリコンシール４３でシールされている。また、コンクリート供試材３０の側面の上部には、ブチルゴム両面テープ４１が巻回され、更にその外側に粘着テープ４２が巻回されている。これにより、コンクリート供試材３０の上面から例えば３０ｍｍの区間において、浸透剤の外部への漏れが封じられている。この加圧シミュレーション試験器により、ガラスロート５内の浸透剤の液高さ（ヘッド）Ｈの時間変化を測定することにより、コンクリート材への浸透液の単位面積あたりの浸透量Ｓ（単位：ｍｍ）を知ることができる。そして、複数種の液ヘッドＨに対して、夫々浸透剤浸透量Ｓの時間変化を測定し、得られた結果から所望の浸透量Ｓ及び浸透所要時間を選択し、このときの液ヘッドＨにより、浸透剤の浸透に要する加圧力を算定することができる。よって、浸透剤の液圧から決まる正味の加圧力に、保液材１１及び袋状容器１２の既知の変形抵抗、並びにヒンジ２１（バネ２１ｄ）の弾性抵抗等を加算して加圧力を決定し、例えばロードセル２２の指示値がこの加圧力となるように加圧ハンドル１４ｄを回転させることにより、浸透剤を加圧シミュレーション試験と同じようにコンクリート材３に浸透させることが可能となる。
【００６６】
図９は、上記の加圧シミュレーション試験により、コンクリート材３に浸透剤を浸透させた場合の試験結果である。図９（ａ）は単分子の浸透剤としてクロム酸カリ希薄溶液を使用した場合、図９（ｂ）は高分子の浸透剤として珪酸ナトリウム溶液（水ガラス）を使用した場合の浸透量の時間変化を示す。ガラスロート内の液の高さ（ヘッド）をＨ（ｃｍ）とし、浸透剤の比重をρｇ／ｃｍ３とした場合、加圧圧力ｐは、以下の数式にて示すことができる。
【００６７】
【数３】
0004616419.tif 000004
【００６８】
図９（ａ）に示すように、例えばヘッドＨをＨ＝８ｃｍとした場合、浸透開始から４時間経過した時点において、浸透剤の単位面積あたりの浸透量は、６ｍｍである。従って、この場合、数式１より、充填率が４０％となる浸透深さＤは、Ｄ＝２１．６×６＝１２．９６ｍｍであると推定できる。図９（ａ）に示すように、浸透剤としてクロム酸カリ希薄溶液を使用した場合においては、浸透開始から４時間経過した後も浸透量は直線的に増加していくことが推定できる。一方、図９（ｂ）に示すように、浸透剤として珪酸ナトリウム溶液を使用した場合においては、クロム酸カリ希薄溶液を使用した場合に比して、浸透剤の浸透は早いうちから飽和の傾向を示しているものの、浸透開始から４時間経過後においても、極めて緩やかではあるが、浸透量は増加している。これは、高分子の浸透剤は、その大きさよりも大きい径の毛細管空隙には浸透するものの、毛細管空隙の径が小さい場合においては、浸透しないことによるものであると考えられる。
【００６９】
この加圧シミュレーション試験によると、本実施形態においては、例えば、浸透剤の最大液ヘッドＨを２０ｃｍ、浸透剤の比重を１．１ｇ／ｃｍ３としたときに、加圧面における圧力ｐは、ｐ＝２０×１．１＝２２ｇｆ／ｃｍ２（２．１６ｋＰａ）となる。従って、加圧面の面積をＡｍ２としたときに、加圧力ＰはＰ＝２２０×Ａｋｇｆ（２１５６×ＡｋＰａ）となる。例えば、加圧面の面積Ａが０．８ｍ２の場合には、加圧力Ｐ＝１７６ｋｇｆ（１．７２ｋＮ）となる。例えば袋状容器１２、保液材１１及びヒンジ２１の変形抵抗の合計が１０ｋｇｆとすると、浸透剤の浸透に必要な加圧力ＰはＰ＝１８６ｋｇｆ（１．８２ｋＮ）となる。上述の如く、排気装置１７により排気された吸盤１６内の真空度を例えば−８０ｋＰａとしたときには、７８３ｋｇｆ（７．６８ｋＮ）の吸着力を得ることができるので、この場合には、反力源（吸盤１６）の安全率は４．２となり、吸盤１６により、浸透剤浸透装置１を十分安定的に支持することができる。
【００７０】
また、上記加圧シミュレーション試験によれば、浸透剤の浸透に要する時間を推定することもできる。例えば、浸透剤としてクロム酸カリ希薄溶液を使用した場合に、鉄筋のかぶり厚（コンクリート材の表面から鉄筋までの厚さ）に相当する浸透深さＤ＝４ｃｍまで、浸透剤を浸透させるためには、Ｓ＝Ｄ／２１．６＝４０ｍｍ／２１．６＝１．８５ｍｍの浸透量を必要とするが、図９（ａ）より、その浸透量に達するまでには、ヘッドＨ＝８ｃｍの場合、約１時間を要する。これでは、現実の作業としては、時間がかかりすぎである。この場合においては、浸透速度が遅い主な原因は、空隙内の空気の移動が遅いことが考えられる。即ち、浸透剤は、圧力を受けることにより、毛細管空隙内の空気を押し出しながら、空隙の内部に侵入していくが、毛細管空隙の管壁の抵抗が大きい場合には、空気の移動速度が小さく、従って、浸透剤の浸透速度も遅くなる。
【００７１】
しかしながら、本発明においては、吸盤１６は、加圧力に抗する反力源として浸透剤浸透装置１を支持するだけではなく、その吸引力により、浸透施工対象部位の周縁部において、毛細管空隙内の空気を吸引することにより、浸透剤の浸透を効果的に進行させ、加圧による浸透剤の浸透を補助する効果を得ることができる。即ち、浸透剤を加圧浸透する部分にできるだけ近接した周縁部においては、真空機器の吸引力を利用して内部空気を外部に排出することにより、加圧部分の内部空気圧も低下する。この場合、浸透施工対象部位の内部空気は、周縁部方向に移動していき、やがて、吸盤１６による吸引力により外部に排出される。毛細管空隙内の圧力が低下すれば、浸透剤の加圧浸透が促進される。この吸引力による効果は、図１０に示すようなイメージ図により説明することができる。本実施形態におけるコンクリート材３においては、３個の吸盤１６による吸引力が作用するため、図１０（ａ）に示すように、コンクリート材３のうち押圧力が作用する部分を３等分した部分３ａについて、加圧力と吸引力との関係を説明する。浸透施工対象部分に対して吸引力が作用すると考えられるのは、吸盤１６によって吸引されている部分のうち、浸透施工対象部分側の半分の部分３ｂであると考えられる。本実施形態においては、部分３ａには、加圧圧力ｐ１が面積Ａ１に作用するから、加圧力Ｐ１は、Ｐ１＝ｐ１×Ａ１となる。また、部分３ｂには吸引圧力ｐ２が面積Ａ２に作用するから、吸引力Ｐ２はＰ２＝ｐ２×Ａ２となる。例えば、加圧力Ｐ１が作用する部分が直径１．０ｍの円形である場合、部分３ａの面積Ａ１は、Ａ１＝０．２６２ｍ２となり、液圧ヘッドＨが２０ｃｍの場合、加圧圧力ｐ１＝２．１６ｋＰａであるから、部分３ａに作用する加圧力Ｐ１は、Ｐ１＝０．２６２×２．１６＝０．５７ｋＮとなる。一方、吸引力が作用する部分の面積Ａ２をＡ２＝０．０１６ｍ２（３２０ｃｍ２×１／２）とし、真空度（ｐ２）を−８０ｋＰａとした場合、部分３ｂに作用する吸引力Ｐ２は、Ｐ２＝０．０１６×８０＝１．２８ｋＮとなる。即ち、毛細管空隙内の空気の流束を図１０（ｂ）に示すようなイメージ図として考えた場合に、出口では、入口の約２．２倍の力で吸引していることになる。このように、本発明においては、吸盤１６による吸引力により、浸透剤の浸透を補助する効果が期待できる。
【００７２】
コンクリート材３の１カ所の浸透施工対象部位への施工が完了したら、先ず、加圧ハンドル１４ｄを加圧力の印加方向に対して逆側に回転させることにより、圧縮コイルバネ１４ｃ、加圧シャフト１４ｂ及び加圧プレート１３による加圧力を解除する。すると、保液材１１及び袋状容器１２は、弾性復元力により、加圧力が印加される前の形状に復元しようとする。また、このとき、本実施形態のように浸透剤浸透装置１にヒンジ２１を設け、ヒンジの各ヒンジプレート２１ａ及び２１ｂを連結するバネ２１ｃを設けた場合においては、バネ２１ｃの弾性力は、袋状容器の開口縁１２ａを加圧プレート１３から遠ざける方向に付勢するため、加圧シャフト１４ｂからの加圧力を解除した際には、保液材１１及び袋状容器１２自身の弾性復元力に加えて、バネ２１ｃの弾性力が作用し、保液材１１及び袋状容器１２の形状は円滑に復元される。復元の過程においては、袋状容器１２の蛇腹先端部１２ａの水密性及び気密性はなくなり、保液材１１に空気が浸入して保液材１１の体積増加を可能にする。
【００７３】
このとき、３個以上のヒンジ２１は、夫々の回転軸２１ａが互いに異なる方向に延びるように設置されているため、保液材１１及び袋状容器１２の形状が復元する際においても、加圧プレート１３の加圧面と袋状容器１２の開口縁部１２ａとは常に平行を維持した状態であり、従って、加圧プレート１３を常に開口縁部１２ａのコンクリート材３に対する接触面に垂直に移動させることができる。よって、袋状容器１２の不均一な変形を防止することができる。
【００７４】
各部材の形状が復帰したら、浸透剤浸透装置１の全体を例えば手で支持した状態で、排気装置１７の動作を停止させる。これにより、吸盤１６内の圧力は、大気圧まで徐々に回復していき、吸盤１６による吸着固定が解除される。
【００７５】
このようにして、１カ所の浸透施工対象部位への施工が完了したら、浸透剤浸透装置１を次の浸透施工対象部位に移動させ、保液材１１内の空気を排出した後、浸透剤を充填する。そして、上記と同様の手順により、施工を行う。
【００７６】
以上のように、本実施形態の浸透剤浸透装置１によれば、保液材１１に浸透剤を吸収させ、排気装置１７による減圧により吸盤１６内の圧力を減圧し、浸透剤浸透装置１の全体をコンクリート材３に吸着固定した状態で、加圧ハンドル１４ｄを回転させるという簡単な動作により、加圧シャフト１４ｂ及び加圧プレート１３により袋状容器１２の内部に収容された保液材１１を押し潰し、保液材１１に保液された浸透剤をコンクリート材３へ向けて絞り出して浸透剤を加圧浸透させることができる。
【００７７】
また、例えば袋状容器１２の縁部に沿って延びている吸盤１６により、浸透剤浸透装置１の全体をコンクリート材３に吸着固定するため、浸透材浸透装置を安定的に支持することができ、大がかりな支持部材を設置する必要もなく、小型化した浸透材浸透装置を得ることができる。更に、施工対象のコンクリート材３に孔等の加工を施す必要がなく、複数箇所の施工においても、効率よく浸透剤を浸透させることができる。
【００７８】
なお、本実施形態の浸透剤浸透装置１には、袋状容器１２に給液口を設け、給液口から保液材１１に浸透剤を補充することができ、これにより、浸透剤の不足を防止することができる。また、袋状容器１２に排液口を設け、排液口から不要になった浸透剤を排出することができる。
【００７９】
更に、本実施形態においては、袋状容器１２の形状は円筒状であるが、本実施形態における袋状容器１２の形状は一例であり、内部に収容した保液材１１の変形及び浸透剤の浸透を阻害しない限り、その形状は限定されない。例えば、袋状容器１２は、上面視で矩形である。吸盤１６については、例えば袋状容器１２の周囲を取り囲むように配置されていることが好ましいが、１個だけ設けられていてもよく、複数個設けられていてもよい。また、吸盤１６の形状も本実施形態の形状に限定されない。なお、吸盤１６が１個だけ設けられる場合においては、装置全体の支持が不安定になること、及び浸透施工対象部位に対する加圧力が不均一に作用することを防止するために、吸盤１６は、例えば、側面視で袋状容器１２の外側を取り囲む円環状であることが好ましい。
【００８０】
次に、本発明の第２実施形態に係る浸透剤浸透装置について説明する。本実施形態においては、図６に示すように、浸透剤浸透装置１には、第１実施形態の構成に加えて、保液材１１に供給する浸透剤２を蓄えておく貯液容器２３、貯液容器２３から浸透剤を汲み出す給液ポンプ２４、及び保液材１１と給液ポンプ２４とに接続された給液ホース２５が設けられており、保液材１１に浸透剤を随時供給可能に構成されている。給液ホース２５には、必要に応じて開放させることにより、給液口に接続し、保液材１１への浸透剤の補充を開始できる弁２５ｂ（第１の開閉弁）が設けられている。また、給液ホース２５には、給液ポンプ２４に近接した位置に、逆止弁２５ａが設けられており、浸透剤の逆流を防止している。そして、本実施形態においては、必要に応じて開放させることにより、給液口に接続し、袋状容器１２への空気の出入りを規制する弁２７が設けられている。なお、図６においては、本実施形態の実施態様の理解を容易にするために、浸透剤浸透装置のうち、支持部１５、吸盤１６及び加圧ハンドル１４ｄについては、２点鎖線にて示してある。
【００８１】
本実施形態においては、保液材１１に連結されて、不要となった浸透剤を貯液容器２３に排出する排液ホース２６も設けられている。そして、排液ホース２６には、必要に応じて開放させることにより、排液口に接続し、不要になった浸透剤の排出を開始できる弁２６ａ（第２の開閉弁）が設けられている。その他の構成については、第１実施形態と同様である。
【００８２】
本実施形態においては、貯液容器２３、給液ポンプ２４及び給液ホース２５が設けられているため、コンクリート材３の浸透施工対象部位が複数箇所ある場合においても、例えば手動で浸透剤を補充する手間がかからない。また、不要になった浸透剤についても、弁２６ａを開放するだけで、排液ホース２６を介して貯液容器２３に回収することができ、施工能率を向上させることができる。
【００８３】
次に、本実施形態の浸透剤浸透装置の動作について説明する。本実施形態においても、コンクリート材３における浸透施工対象部位が決まったら、先ず、第１実施形態と同様の手順で、袋状容器１２の開口縁部１２ａが施工対象部位を取り囲むように浸透剤浸透装置１を配置し、吸盤１６を接触部１６ｂにてコンクリート材３に当接させる。次いで、エジェクター又は真空ポンプ等の排気装置１７を動作させ、吸盤１６内の空気を排気して、吸盤１６をコンクリート材３に吸着固定する。このとき、吸盤１６内の真空度を例えば圧力センサ等により確認することにより、吸盤１６内が所定の真空度に達したことを確認する。
【００８４】
次に、弁２５ｂ及び弁２６ａが閉じ、弁２７が開いていることを確認した上で、加圧ハンドル１４ｄを回転させ、袋状容器１２内の空気を追い出す。袋状容器１２が例えば最小の大きさとなるまで潰れた状態となったら、弁２７を閉じる。そして、この状態で、加圧力を開放する方向に加圧ハンドル１４ｄを逆回転させていく。このとき、袋状容器１２内に空気の出入りがない限り、袋状容器１２の形状は変化しない。加圧ハンドル１４ｄを逆回転させる際には、元の（加圧力を印加していない状態の）位置まで加圧ハンドル１４ｄを戻すのではなく、僅かの加圧力が加圧ハンドル１４ｄから印加されている状態となる位置まで、加圧ハンドル１４ｄを逆回転させる。これにより、袋状容器１２内の保液材１１に浸透剤を充填した際に、保液材１１及び袋状容器１２に加圧ハンドル１４ｄによる加圧力が印加された状態とし、浸透剤を袋状容器１２内に充填している最中に、浸透剤が袋状容器の開口縁部１２ａから漏れることを防止する。
【００８５】
次に、弁２５ｂを開き、給液ポンプ２４を作動させて、貯液容器２３内に蓄えられた浸透剤を汲み出し、袋状容器１２内の保液材１１に充填する。これにより、保液材１１には、浸透剤が充填されていき、袋状容器１２は徐々に膨らんでいく。袋状容器１２の大きさが所定の大きさに達したら、給液ポンプ２４を停止し、弁２５ｂを閉じる。このとき、袋状容器１２の大きさは、例えばヒンジ２１の開角度により知ることができ、例えばヒンジ２１の開角度が最大となったときを給液終了の目安とすることができる。以上により、浸透作業の準備が終了する。
【００８６】
引き続いて、第１実施形態と同様に、加圧ハンドル１４ｄを回転させることにより、加圧ハンドル１４ｄによる加圧力を作業加圧力に設定する。例えば所望の浸透剤浸透量Ｓ及び浸透所要時間から、加圧シミュレーション試験による試験結果を基に、必要となる正味の加圧力を算定し、作業加圧力が所定値となるように加圧ハンドル１４ｄを回転させる。これにより、加圧ハンドル１４ｄによる加圧力を浸透剤の所要の液圧に変換し、コンクリート材３に浸透剤を浸透させていく。浸透剤の浸透に伴い、圧縮コイルバネ１４ｃは徐々に伸びていき、加圧力も若干低下するが、加圧力が所定の許容範囲よりも小さくなった場合においては、例えば再度加圧ハンドル１４ｄを回転させ、作業加圧力の低下を防止する。これにより、浸透剤を円滑にコンクリート材３に加圧浸透させることができる。
【００８７】
浸透剤の加圧浸透作業が終了したら、弁２６ａを開く。このとき、保液材１１内の浸透剤には、作業加圧力が印加された状態である。従って、弁２６ａを開くと、保液材１１内の浸透剤は排液ホース２６を介して貯液容器２３に排出される。そして、保液材１１及び袋状容器１２は、例えば最小の大きさとなるまで押し潰される。このとき、最小の大きさとなるまで押し潰された保液材１１には、浸透剤が若干残ったままであるが、特に問題はない。浸透剤の排出が終了したら、弁２６ａを閉じ、弁２７を開き、加圧ハンドル１４ｄによる加圧力を開放すると、第１実施形態と同様に、保液材１１及び袋状容器１２の弾性復元力並びにヒンジのバネ２１ｃの弾性力により、保液材１１及び袋状容器１２は元の形状に戻る。
【００８８】
最後に、排気装置１７を停止させ、真空の吸盤１６内部を復圧して、吸盤１６による浸透剤浸透装置１の吸着固定を解除する。これにより、浸透剤浸透装置１を次の施工場所に移動させることが可能となる。
【００８９】
本実施形態の浸透剤浸透装置１によれば、給液ポンプ２４及び給液ホース２５により随時浸透剤を補充することができ、例えば手動により浸透剤を補充する手間がかからず、不要になった浸透剤についても排液ホース２６を使用して容易に排出することができる。従って、第１実施形態による効果に加えて、例えば、複数箇所の施工を行う場合、及び複数種の浸透剤を使用する場合において、施工能率を向上させることができる。
【００９０】
なお、本実施形態においても、浸透剤浸透装置１は、第１実施形態と同様の種々の変形を行うことができる。
【００９１】
次に本発明の浸透剤浸透装置による応用工法について説明する。例えば劣化防止剤等の浸透剤をコンクリート材に浸透させ、コンクリート材の材質を改良したり、新たな特性を付与しようとする場合においては、単に浸透剤を散布、塗布又は吹き付けるだけでは、浸透剤を有効な深さまで浸透させることができないことは明らかである。上記の如く、本発明の浸透剤浸透装置は、浸透剤の浸透にあたり、加圧力を利用するため、コンクリート材に浸透剤を効率よく浸透させることができる。また、本発明の浸透剤浸透装置は、吸盤による吸引力を加圧力への反力源として利用するだけではなく、その吸引力を毛細管空隙内の空気の吸引に利用して、浸透剤を効率よく浸透させることができるという効果が得られる。
【００９２】
ところで、浸透剤の浸透にあたり、本発明の浸透剤浸透装置を使用して、加圧力及び吸引力を併用した場合においても、浸透剤の種類によっては、コンクリート材への浸透が円滑に進行しない場合も考えられる。即ち、図９に示すように、例えばクロム酸カリ希薄溶液といった単分子溶液については、コンクリート材への浸透は円滑に進行するが、例えば珪酸ナトリウムといった高分子の場合においては、個別の検討が必要である。
【００９３】
図９（ｂ）に示すように、浸透剤が珪酸ナトリウム溶液（水ガラス）の場合においては、ヘッドＨ＝８ｃｍのときに、浸透開始から１時間後の浸透量は０．３６ｍｍである。これに対して、浸透剤がクロム酸カリ希薄溶液の場合においては、図９（ａ）に示すように、浸透開始から１時間後の浸透量は２ｍｍである。これは、各溶質の分子形状によるものであると考えられる。即ち、クロム酸カリ希薄溶液は、水と同様に単分子であり、毛細管空隙の全てに浸透可能であるのに対して、珪酸ナトリウム溶液（水ガラス）は、高分子であり、数百乃至数千の珪素原子が立体的にシロキサン結合を形成しており、分子というよりも不定形の大きな塊として存在する。よって、珪酸ナトリウム分子は、毛細管空隙の径によっては、浸透できない場合があると考えられる。従って、浸透剤として珪酸ナトリウム溶液を使用し、コンクリート材中のカルシウムイオンと結合させることによるゲル化により、毛細管空隙を塞ごうとした場合においては、コンクリート材の吸水の抑制又は防水という目的が達成できないと考えられる。また、例えば、界面活性剤を利用したエマルジョン溶液についても、その径は２乃至３μｍ以上であり、毛細管空隙内への浸透は実質的に不可能であると考えられる。一般的に、高分子の場合には、その重合の程度により、分子の大きさ又は長さが異なり、分子長が１０ｎｍ以下であれば、毛細管空隙への浸透は実質的に可能である。
【００９４】
以上の検討に基づき、本発明の浸透剤浸透装置により有用と考えられる施工例について説明する。先ず、シリコーンオイル（撥水剤）の浸透による防水について説明する。
【００９５】
従来、コンクリートの表面に撥水性を付与するために、溶剤型のシリコーンオイルの吹きつけが行われている。シリコーンオイルは、無機のシロキサン結合（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−）の主鎖に有機アルキル基の側鎖が結合したものであり、強い疎水性を有する。但し、コンクリート材の表面にシリコーンオイルを吹き付け、表面に被膜を形成するだけでは、厳しい気温変化、日照、風雨及び汚染大気等に曝されることにより、撥水材としての耐久性に問題がある。シリコーンオイルのように、有機基を有する高分子化合物は、酸素、オゾン、紫外線及び熱等により、自動酸化及び主鎖切断等の化学反応を起こして劣化していく。また、例えば風雨による物理的脱落も発生する。このため、コンクリート材の表面に付着させた撥水剤の効果は、３乃至８年程度であるといわれている。
【００９６】
従って、仮に、シリコーンオイルのような撥水剤をコンクリート材の内部に、例えば（かぶり厚に相当する）４ｃｍ程度の深さまで浸透させることができれば、上記劣化要因による影響は、著しく低減され、撥水効果の持続期間を飛躍的に向上させることができる。即ち、コンクリート材表面のみに形成された撥水膜ではなく、コンクリート材内部に厚みのある撥水層を形成することができれば、前記劣化原因の影響が少ないことによる防水効果の永続性から、コンクリート材の吸水による劣化又は鉄筋の腐食防止につながり、フレッシュコンクリートの表面が有する独特の肌理を長期間維持することができる。このような工法は、従来には類を見ないものである。
【００９７】
このシリコーンオイルによる工法の可能性について検討する。シリコーンオイルは以下の化学式で示される。
【００９８】
【化１】
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【００９９】
シリコーンオイルは、連なる珪素数が多くなるほど高粘度になり、表面張力もわずかではあるが増加する。表面張力が小さいほど、撥水性は増加する。例えば、低粘度のジメチルシリコーンオイル（アルキル基Ｒ：−ＣＨ３）について考えると、２５℃における典型的な粘度ηは４０ｍｍ２／ｓであり、粘度ηと分子量Ｍとの関係は、次式で表される。
【０１００】
【数４】
0004616419.tif 000006
【０１０１】
よって、２５℃における粘度η＝４０ｍｍ２／ｓに対して、Ｍ＝２３９５が得られる。以下の化学結合を鎖の一単位として、分子がＮ個の単位から成り立っていると考える。
【０１０２】
【化２】
0004616419.tif 000007
【０１０３】
すると、分子量Ｍは、Ｍ＝７４．２×（Ｎ−２）＋７３．２＋８９．２となり、Ｍ＝２３９５に対して、Ｎ＝３２が導かれる。図１１は、シロキサン結合を示す図である。図１１に示すように、珪素原子と酸素原子とは角度を有して結合しており、直線的な結合ではない。なお、実際には、結合角度は、図１１に示すような平面的な角度ではなく、立体的角度であり、分子の長さ（鎖長）を一義的に決定することはできない。ここでは、分子長は、結合が直線的であるとした場合の０．６倍であると仮定する。シロキサン結合の結合距離（Ｓｉ−Ｏ間距離）は、１．６４Åであるから、１単位あたりの長さは、その２倍である。従って、３２単位により構成された分子長Ｌは、Ｌ＝１．６４×２×（３２−１）×０．６＝６１Å＝６．１ｎｍとなる。この分子長Ｌは、毛細管空隙の最小径程度である。従って、低粘度のシリコーンオイルは、本発明の浸透剤浸透装置により、充分に施工可能である。
【０１０４】
次に、中性化したコンクリートの塩基性回復について説明する。コンクリート材の典型的な劣化は、中性化又は炭酸化である。この２つの劣化態様は、同義であると解釈される場合が多いが、中性化の主原因が炭酸化であり、例えば酸性雨等によっても中性化は進行する。即ち、長期にわたる二酸化炭素の浸入がコンクリート成分の炭酸化をもたらし、結果として、中性化が進行するのが通常のプロセスである。
【０１０５】
コンクリートは、硬化初期段階におけるアルカリ分による高塩基性の期間が過ぎると、内部の水酸化カルシウム成分の溶出（一般的に０．１８５ｇ／１００ｇＨ２Ｏ）による塩基性（ｐＨ１２．５程度）を長期間維持する。しかし、長期間にわたり、二酸化炭素の浸入が続くと、水酸化カルシウムは炭酸カルシウムに変化して、コンクリート内部に結晶として残り、一部はカルシウムエフロレッセンスとしてコンクリートの外部に排出される。
【０１０６】
このようにして、水酸化カルシウム成分が少なくなり、ｐＨ＜１０になった状態が中性化である。二酸化炭素の浸入が更に続くと、水酸化カルシウム成分はなくなり、二酸化炭素は、コンクリートの強度発現成分であるＣ−Ｓ−Ｈゲルをも分解して炭酸カルシウムに変えてしまう。
【０１０７】
炭酸化したコンクリートを元の状態に戻すことはできないが、コンクリートを中性から塩基性に回復することは不可能ではないと考えられる。これを実現することにより、コンクリートの劣化及び鉄筋の腐食の進行は食い止められ、更に中性化するまでの期間、コンクリートの寿命は延びる。
【０１０８】
中性化したコンクリートの塩基性を回復するためには、例えば、毛細管空隙及び他の細孔、例えば外部に溶出した水酸化カルシウム及びＣ−Ｓ−Ｈゲルが残した空隙に、水酸化カルシウムを結晶として生成すればよい。但し、後者の空隙量を定量的に把握することは、極めて困難である。水酸化カルシウム自体は、溶解度が小さいので、例えば、他の可溶性の材料を２種類、コンクリート内に浸透させ、内部での化学反応により、水酸化カルシウムを結晶化させる方法を採用する。可溶性材料としては、例えば、硝酸カルシウムと水酸化ナトリウムとを使用し、以下の化学反応により、水酸化カルシウムを結晶化させる。
【０１０９】
【化３】
0004616419.tif 000008
【０１１０】
ところで、材齢が若くて健全なコンクリートには、当初セメントに対して重量比で２７乃至３０％の水酸化カルシウムが存在する。これに見合う量を毛細管空隙への浸透のみにより生成するためには、水／セメント比（Ｗ／Ｃ）が０．５、セメント１００ｇのときに、毛細管空隙の体積は１７ｃｍ３、水酸化カルシウムの量は２７ｇ（０．３６４モル）であり、モル濃度が０．３６４×（１０００／１７）＝２１．４モル／リットルとなり、実現は難しいと考えられる。しかしながら、例えば、材齢の若いコンクリートの当初の１／４量の水酸化カルシウムを得ようとすれば、５．３モル／リットルの硝酸カルシウム溶液及び水酸化ナトリウム溶液が得られれば、十分に実現可能である。この場合においては、化合する２液夫々の浸透性をよくし、また、アルカリ骨材反応等の弊害を防止するために、最初に硝酸カルシウム溶液を浸透させた後、時間をおいて十分に乾燥させ、ほとんどの硝酸カルシウムが結晶化してから、水酸化ナトリウム溶液の浸透を行えばよい。
【符号の説明】
【０１１１】
１：浸透剤浸透装置、１１：保液材、１２袋状容器、１３：加圧プレート、１４ａ：連結スリーブ、１４０：孔、１４ｂ：加圧シャフト、１４ｃ：圧縮コイルバネ、１４ｄ：加圧ハンドル、１５：支持部、１６：吸盤、１６ａ：排気孔、１７：排気装置、１８：給気ホース、２１：ヒンジ、２１ａ、２１ｂ：ヒンジプレート、２１ｃ：連結部、２１ｄ：バネ、２２：センサ（ロードセル）、２３：貯液容器、２４：給液ポンプ、２５：給液ホース、２５ａ：（逆止）弁、２５ｂ：（開閉）弁、２６：排液ホース、２６ａ：（開閉）弁、２７：弁、３０：コンクリート供試材、４１：ブチルゴム両面テープ、４２：粘着テープ、４３：シリコンシール、５：ガラスロート
【要約】
【課題】効率的に浸透剤をコンクリートに浸透できると共に、浸透剤の無駄を低減できる浸透剤浸透装置を提供する。
【解決手段】浸透剤浸透装置１には、袋状容器１２が設けられており、袋状容器１２の内部に収容された保液材１１に浸透剤が吸収されて保液される。袋状容器１２の底部には、加圧プレート１３が設けられており、加圧部材１４による加圧により加圧プレート１３を介して袋状容器１２内の保液材１１をコンクリート材３に向けて加圧することにより、保液材１１を押し潰して、保液材１１に保液された浸透剤をコンクリート材３に向けて排出して浸透させる。支持部１５には、吸盤１６が固定されており、吸盤１６により支持部１５をコンクリート材３に吸着固定する。吸盤１６は排気装置１７に接続されており、排気装置１７により吸盤内が排気される。吸盤１６は、例えば袋状容器１２の近傍に配置されている。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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