(57)【要約】【課題】コンクリート構造物にあけた孔に亜硝酸リチウム水溶液を自動注入する装置を提供する。【解決手段】亜硝酸リチウム水溶液が入れられる貯蔵タンク１１と、貯蔵タンク１１から亜硝酸リチウム水溶液を吸引、吐出する圧入シリンダー１４と、コンクリート構造物にあけた孔に挿入固定され、圧入シリンダー１４より供給された亜硝酸リチウム水溶液を噴出するパッカーと、圧入シリンダー１４のピストンｑｗを進退させる作動シリンダー１６と、ピストン１２が前進端或いは後退端に達したとき、これを検出する磁気センサー１５ａ、１５ｂと、圧入シリンダー１４の圧力を検出する圧力センサー３１と、磁気センサー１５ａ、  １５ｂ及び圧力センサー３１の出力により、作動シリンダー１６へのポート２１、２２を開閉してピストン１２の進退及び停止を制御する制御装置３３とよりなる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜硝酸リチウム水溶液等をコンクリート構造物にあけた孔に圧入してコンクリート構造物内部に浸透させ、コンクリート構造物のアルカリ骨材反応による経年劣化を抑制し、鉄筋の不動態皮膜を再形成する方法において、コンクリート構造物への孔あけをダイヤモンドドリルを用いて行うことを特徴とするコンクリート構造物のアルカリ骨材反応抑制等を行う方法。
【請求項２】
亜硝酸リチウム水溶液等が入れられる貯蔵タンクと、コンクリート構造物にあけた孔に抜き差しされ、固定することが可能なパッカーと、ピストンを有し、該ピストンの後退時に貯蔵タンクから亜硝酸リチウム水溶液等を吸引し、上記ピストンの前進時にパッカーに亜硝酸リチウム水溶液等を供給し、パッカーより加圧注入させる亜硝酸リチウム水溶液等の圧入シリンダーと、該圧入シリンダーのピストンを進退させる作動シリンダーと、該作動シリンダーの駆動源であるポンプと、上記圧入シリンダーのピストンが前進端に達すると後退し、後進端に達すると、前進するように作動シリンダーを制御する制御装置とよりなることを特徴とするコンクリート構造物のアルカリ骨材反応抑制等を行う装置。
【請求項３】
上記ピストンが前進端及び後退端に達したとき、これを検出するセンサーと、ポンプから作動シリンダーに至る往復の流路にそれぞれ設けられるポートを有し、制御装置がセンサーからの出力により各ポートの開閉を制御することを特徴とする請求項２記載のコンクリート構造物のアルカリ骨材反応抑制等を行う装置。
【請求項４】
上記ポートの代わりにセンサーからの出力により流路の切換えを行う切換弁が設けられることを特徴とする請求項３記載のコンクリート構造物のアルカリ骨材反応抑制等を行う装置。
【請求項５】
圧入シリンダーの亜硝酸リチウム水溶液等の圧力を検出する圧力センサーと、ポンプから作動シリンダーに至る往復の流路にそれぞれ設けられるポートを有し、制御装置が圧力センサーからの出力によりポートの開閉を制御することを特徴とする請求項２記載のコンクリート構造物のアルカリ骨材反応抑制等を行う装置。
【請求項６】
圧入シリンダーの亜硝酸リチウム水溶液等の圧力を検出する圧力センサーと、ポンプから作動シリンダーに至る往復の流路に設けられ、ポンプから作動シリンダーに至る流路の切換えを行う切換弁を有し、制御装置が圧力センサーからの出力により切換弁の切換えを行うことを特徴とする請求項２記載のコンクリート構造物のアルカリ骨材反応抑制等を行う装置。
【請求項７】
コンクリート構造物等にあけた孔にパッカーを挿入して取り外し可能に固定したのちに、該パッカーより亜硝酸リチウム水溶液等を加圧注入してコンクリート構造物内部に浸透させる装置において用いる上記パッカーであって、噴出口を備えた金属製の円筒体と、該円筒体の外周に装着され、可撓性を有するゴム又は樹脂製のスリーブと、円筒体の外周より突設され、スリーブの一端に係止するフランジと、円筒状をなして上記円筒体にスライド可能に嵌挿され、スリーブの他端に一体に連結される金属製の操作部材と、該操作部材に係合可能で、円筒体に螺着されるナットとよりなることを特徴とするパッカー。
【請求項８】
ナットの捩込みにより軸方向に圧縮されて径方向に膨張する、可撓性のあるゴム又は樹脂製のスリーブを有するパッカーをコンクリート構造物等にあけた孔に挿入してナットの捩込みにより固定し、ついで上記パッカーより亜硝酸リチウム水溶液等を加圧注入してコンクリート構造物内部に浸透させる装置において用いる上記パッカーであって、上記スリーブとナットとの間にスリーブと一体をなして連結される円筒状の金属製の操作部材を介在させたことを特徴とする上記ナットが操作部材に回転のみ可能に連結されることを特徴とする請求項６記載のパッカー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば亜硝酸リチウム水溶液や水酸化リチウム水溶液等（以下、単に「亜硝酸リチウム水溶液等」という）をコンクリート構造物等にあけた孔に圧入してコンクリート構造物に浸透させ、コンクリート構造物のアルカリ骨材反応による経年変化を抑制し、鉄筋の不動態皮膜を再形成する（本明細書では、以下単に「アルカリ骨材反応抑制等を行う」という）方法及び装置と、該装置で用いるパッカーに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物のアルカリ骨材反応による経年変化を抑制する方法及び装置に関して特許文献１には、コンクート構造物にコアカッター又はドリルを用いて多数の注入孔を形成したのち、各注入孔にパッカーを挿入し、ついで加圧ポンプにより亜硝酸リチウム水溶液が入れられる貯蔵タンクより亜硝酸リチウム水溶液をパッカーから注入孔内に圧入させ、コンクリート構造物内部に浸透させるようにしたものが開示され、パッカーは図１に示すように、貯蔵タンクとパイプによって連結され、一端に噴出口１を備えた金属製の円筒体２と、該円筒体２の外周に装着されるゴムスリーブ３と、該ゴムスリーブ３を円筒体２の一端に捩込んだナット４で止められるワッシャー５と、別のワッシャー６とで両側より挟み込み、円筒状のスペーサ７を介してナット８を締め込み或いは弛めることによって
ゴムスリーブ３を軸方向に伸縮させると共に、径方向に膨張或いは収縮させてコンクリート構造部７にあけた注入孔に固定したり、抜き差しを行うことができるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−１７３３８０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の第１の目的は、亜硝酸リチウム水溶液等をコンクート構造物にあけた孔に圧入してコンクリート構造物内部に浸透させる方法において、単位圧入量当たりの浸透範囲を増大させることができるようにするものであり、第２の目的は、亜硝酸リチウム水溶液等の自動注入装置を提供しようとするものである。
【０００４】
上述するパッカーは、ナット８を締め込み或いは弛めることによってゴムスリーブ３が径方向に膨張或いは収縮するようになっており、ナット８を図１の左方向に締め込むと、ゴムスリーブ３は径方向に膨張し、注入孔に固定されるようになるが、固定後、パッカーを注入孔より取り外すためナット８を弛めても、注入孔に装着されたパッカーのゴムスリーブ３が径方向に十分に収縮せず、そのためパッカーを注入孔から抜き出すのが困難となっていた。
【０００５】
本発明の第３の目的は、上記の問題を解消しようとするもので、固定後、注入孔から取り外す際の抜き出しが確実に行えるようなパッカーを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、第１の目的を達成するための方法に関するもので、亜硝酸リチウム水溶液等をコンクリート構造物にあけた孔に圧入してコンクリート構造物内部に浸透させ、コンクリート構造物のアルカリ骨材反応による経年劣化を抑制し、鉄筋の不動態皮膜を再形成する方法において、コンクリート構造物への孔あけをダイヤモンドドリルを用いて行うことを特徴とする。
【０００７】
本発明者らは、コンクリート構造物にあけた孔に亜硝酸リチウム水溶液等を圧入する場合、普通ドリルであけた孔よりもダイヤモンドドリルであけた孔の方が単位注入量当たりの亜硝酸リチウム水溶液等の浸透範囲が拡がることを見出した。
請求項１に係わる発明は、この知見に基づいてなされたものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、第２の目的を達成する自動注入装置に関するもので、亜硝酸リチウム水溶液等が入れられる貯蔵タンクと、コンクリート構造物にあけた孔に抜き差しされ、固定することが可能なパッカーと、ピストンを有し、該ピストンの後退時に貯蔵タンクから亜硝酸リチウム水溶液等を吸引し、上記ピストンの前進時にパッカーに亜硝酸リチウム水溶液等を供給し、パッカーより加圧注入させる亜硝酸リチウム水溶液等の圧入シリンダーと、該圧入シリンダーのピストンを進退させる作動シリンダーと、該作動シリンダーの駆動源であるポンプと、上記圧入シリンダーのピストンが前進端に達すると後退し、後進端に達すると、前進するように作動シリンダーを制御する制御装置とよりなることを特徴とする。
【０００９】
本発明によると、圧入シリンダーのピストンの前進時に圧入シリンダー内の亜硝酸リチウム水溶液等がパッカーに供給され、該パッカーよりコンクリート構造物にあけた孔内に加圧注入され、ピストンが前進端に達して後退すると、貯蔵タンクから亜硝酸リチウム水溶液等が吸引され、吸引はピストンが後進端に達するまで行われる。後退端に達すると、ピストンは前進を始め、亜硝酸リチウム水溶液等をパッカーに供給する。以上のようにして亜硝酸リチウム水溶液等のコンクリート構造物への自動注入が行われる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、ピストンが前進端及び後退端に達したとき、これを検出するセンサーと、ポンプから作動シリンダーに至る往復の流路にそれぞれ設けられるポートを有し、制御装置がセンサーからの出力により各ポートの開閉を制限することを特徴とし、
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明のポートの代わりにセンサーからの出力により流路の切換えを行う切換弁が設けられることを特徴とする。
【００１１】
ピストンが前進端或いは後退端に達して、センサーがこれを検出すると、請求項３に係る発明においては、往復の各流路に設けられるポートのうち、一方の流路に設けられるポートが開、他方の流路に設けられるポートが閉となって圧入シリンダーのピストンが前進或いは後退し、請求項４に係る発明においては、切換弁の切換えにより流路が切換わり、圧入シリンダーのピストンが前進或いは後退する。
【００１２】
上記各発明で用いるセンサーは、ピストンが前進端或いは後退端に達したときに、これを検出できるものであれば、どのようなものでもよい。敢えて例示すれば、リミットスイッチ、磁気センサー等が挙げられる。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項２に係る発明において、圧入シリンダーの亜硝酸リチウム水溶液等の圧力を検出する圧力センサーと、ポンプから作動シリンダーに至る往復の流路にそれぞれ設けられるポートを有し、制御装置が圧力センサーからの出力によりポートの開閉を制御することを特徴とし、
請求項６に係わる発明は、請求項２に係わる発明において、圧入シリンダーの亜硝酸リチウム水溶液等の圧力を検出する圧力センサーと、ポンプから作動シリンダーに至る往復の流路に設けられ、ポンプから作動シリンダーに至る流路の切換えを行う切換弁を有し、制御装置が圧力センサーからの出力により切換弁の切換えを行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項５及び６に係る発明によると、圧力センサーによって検出した圧力が設定値に達するまでは圧入シリンダーのピストンが前進を続け、設定値に達すると、ピストンの前進が停止し、圧力が設定値より更に一定量高くなると、ピストンを後退させるようにすることができる。
【００１５】
請求項７に係る発明は、第３の目的を達成するパッカーに関するもので、ナットの捩込みにより軸方向に圧縮されて径方向に膨張する、可撓性のあるゴム又は樹脂製のスリーブを有するパッカーをコンクリート構造物等にあけた孔に挿入してナットの捩込みにより固定し、ついで上記パッカーより亜硝酸リチウム水溶液等を加圧注入してコンクリート構造物内部に浸透させる装置において用いる上記パッカーであって、上記スリーブとナットとの間にスリーブと一体をなして連結される円筒状の金属製の操作部材を介在させたことを特徴とする。
【００１６】
本発明によると、パッカーをコンクリート構造物にあけた孔に装着した状態で、ナットを捩じ込むと、操作部材を介してスリーブが軸方向に圧縮されると共に、径方向に膨張し、これにより孔内周面に圧着して固定される。パッカーを取り外すときには、ナットを緩めて操作部材より引き離したのち、孔外に突出する操作部材をペンチ等の工具を用いて掴み、引出す。これにより操作部材と一体をなし、孔内周面に圧着して固定されていたスリーブが軸方向に伸長すると共に、径が収縮して孔からの抜き出しが容易に行われる。
【００１７】
請求項８に係る発明は、請求項７に係る発明において、ナットが操作部材に回転のみ可能に連結されることを特徴とする。
【００１８】
本発明によると、ナットを回動操作することにより、操作部材がナットと共に進退し、これによりスリーブが軸方向に伸縮して径方向に膨張或いは収縮する。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に係る発明によると、コンクリート構造物に孔をあけて亜硝酸リチウム水溶液等を圧入する際、ダイヤモンドドリルで孔をあけることにより、普通ドリルで孔をあけるよりも単位注入量当たりの亜硝酸リチウム水溶液等の浸透範囲を大幅に拡げることができた。
【００２０】
請求項２ないし４に係る発明によると、コンクリート構造物への亜硝酸リチウム水溶液等の注入を自動的に行うことができる。
【００２１】
請求項５及び６に係る発明によると、亜硝酸リチウム水溶液等の圧力を検出して、その圧力により圧入シリンダーのピストンを停止させたり、後退させたりすることができ、これにより装置の損傷を防ぎ、またコンクリート構造物への亜硝酸リチウム水溶液等の注入作業を確実に行うことができる。
【００２２】
請求項７に係る発明によると、ナットを弛めて操作部材を掴み、これを引出すことにより、また請求項８に係る発明によると、ナットを弛める方向に回動操作するだけでスリーブを径方向に収縮させ、パッカーを装着した孔より確実に抜き取ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図２は、本発明に係る亜硝酸リチウム水溶液等の自動注入装置を示すもので、亜硝酸リチウム水溶液等が入れられる貯蔵タンク１１と、ピストン１２の進退により貯蔵タンク１１から管１３を経て亜硝酸リチウム水溶液等を吸引し、或いは吐出する圧入シリンダー１４と、ピストン１２が前進端及び後退端に達したとき、これを検出するセンサーとしての磁気センサー１５ａ、１５ｂと、ピストン１２を進退させる、油圧シリンダーよりなる作動シリンダー１６と、モータ１７によって駆動され、圧油を作動シリンダー１６に供給するポンプ１８と、ポンプ１８より作動シリンダー１６に至る往復の流路を構成する管１９ａ、１９ｂにそれぞれ設けられる開閉可能なポート２１、２２及び流量調整弁２３ａ、２３ｂと管１９ａに接続されるアキュムレータ２４と、圧入シリンダー１４と管２５によって接続される分配器２６と、分配器２６にチューブ２７によって連結される多数のパッカー(後述する)と、上記管２３及び２５にそれぞれ設けられる電磁弁２８及び２９と、管２５内の圧力を検出する圧力センサー３１と、磁気センサー１５ａ、１５ｂ、圧力センサー３１からの出力によりポート２１、２２、電磁弁２８、２９の開閉を制御する制御装置３３とからなっている。
【００２４】
パッカーは図３及び図４に示すように、一端を噴出口３５とし、他端にチューブ２７への接続部分３６を段付き状に形成した金属製の円筒体３７と、該円筒体３７に一端部から挿入され、接続部分３６側のネジ部３８ａに捩じ込まれるナット３９と、ナット挿入後、同じく円筒体３７の一端部から挿入され、筒状をなす金属製の操作部材４１及び該操作部材４１と一体をなして連結される可撓性を有するゴム又は樹脂製のスリーブ４２と、続いて挿入されるワッシャー４３と、ワッシャー挿入後、円筒体３７の一端部に捩じ込まれるナット４４よりなり、ナット３９を捩じ込んで一端側（図の右方向）に移動させると、操作部材４１を介してスリーブ４２が軸方向に圧縮され、径方向に膨張する一方、ナット３９を弛めて接続部分３６側（図の左方向）に移動させると、スリーブ４２への圧縮力が解除され、操作部材４１を掴んで接続部分３６側へ引出すと、スリーブ４２が伸びて径方向に収縮する。
【００２５】
次に図２に示す自動注入装置による亜硝酸リチウム水溶液等の注入方法について説明する。
【００２６】
先ずコンクリート構造物にドリルで多数の孔をあけ、ついで接続部分３６において、分配器２６とチューブ２７によって接続される、図３に示すパッカーを一端側から孔に差し込んだのち、孔から突出するパッカーのナット３９を捩込んでスリーブ４２を圧縮し、径方向に膨張させて孔に固定する（図４）。以上のようにしてコンクリート構造物にあけられる各孔にパッカーを固定したのち、モータ１７を起動し、ポンプ１８を駆動させる。この時点でポート２１は開、ポート２２は閉となっており、また電磁弁２８は閉、電磁弁２９は開となっていることから、ポンプ１８により油溜め４６から吸い上げられた作動油が、管１９ａよりポート２１、流量調整弁２３ａを経て作動シリンダー１６に供給され、これにより圧入シリンダー１４のピストン１２が前進し、圧入シリンダー内の亜硝酸リチウム水溶液等を管２５より電磁弁２９及び分配器２６を経て各パッカーに供給し、
各パカーの噴出口より孔内に加圧注入させる。
【００２７】
ピストン１２の前進は、圧力センサー３１で検出した管２５内の圧力がＨレベル未満である間行われ、管２５内の圧力がＨレベルに達した場合は、圧力センサー３１からの出力により制御装置３３がポート２１を閉にする。こうしてポート２１及び２２が閉となることにより、作動シリンダー１６への圧油の供給が停止され、圧入シリンダー１４のピストン１２が停止する。停止後もパッカーからの亜硝酸リチウム水溶液等の加圧注入が続くため、管２５内の圧力は次第に低下するようになり、低下により管内の圧力がＬレベル以下になると、制御装置３３からの出力によりポート２１が開となり、ピストン１２の前進が再開される。なお、管内の圧力がＨレベルより一定量高いＨＨレベルに達すると、制御装置３３はポート２１を閉にしたままポート２２を開にする。これによりピストン１２は後
退を始め、管内の圧力が低下する。そして管内の圧力がＨレベル以下になると、ピストン１２が再び前進を始め、亜硝酸リチウム水溶液等が分配器２６に供給される。
【００２８】
ピストン１２が前進し、前進端に達して磁気センサー１５ａがこれを検出すると、制御装置３３は電磁弁２８を開、電磁弁２９を閉、ポート２１を閉、ポート２２を開にする。これによりピストン１２が後退し、貯蔵タンク１１より亜硝酸リチウム水溶液等を管２３より吸引する。なお、ピストン１２の後退は、流量調整弁２３ａを通る圧油の流量が大となるように設定してあるため、前進時に比べ急速に行われ、亜硝酸リチウム水溶液等は圧入シリンダー１４へ急速に充填される。
【００２９】
なお、充填時に管内の圧力がＬＬレベルまで低下すると、制御装置３３は異常事態と判断し、ポート２２を閉にしてピストン１２の動きを停止すると共に、図示しない警報灯を点灯及び若しくはブザーを鳴らして異常事態の発生を知らせる。
【００３０】
ピストン１２が後退端に達し、磁気センサー１５ｂがこれを検出すると、制御装置３３は電磁弁２８を閉、電磁弁２９を開、ポート２１を開、ポート２２を閉にする。これにより圧入シリンダー１４内の亜硝酸リチウム水溶液等のパッカーへの供給が再び行われる。
【００３１】
以上のようにしてコンクリート構造物にあけられた孔への亜硝酸リチウム水溶液等の自動注入が行われる。
【００３２】
図５は、図２に示すポート２１及び２２の代わりに電磁式の切換弁４７を設けた例を示すもので、切換弁３７は制御装置３３によって制御され、切換弁４７の切換によって、流路４８ａ、４８ｂの切換を行い、ピストン１２を進退させるようになっている。
【実施例】
【００３３】
実施例１
図６に示す嵌挿した１００mmφ×２００mmの円柱状のコンクリート製のコア４８の中心部にダイヤモンドドリルを用いて１５mmφ、深さ１００mmの孔４９をあけ、これに図３に示すパッカーの一側を挿入する。そしてナット３９を捩込み、スリーブ４２を径方向に膨張させて（図４）固定したのち、図２に示す自動注入装置により亜硝酸リチウム水溶液の自動注入を行った。注入開始後５時間経過したのち、自動注入を停止し、ナット３９を弛め、孔から突出する操作部材４１をペンチ等の工具を用いて掴み、外側に引出してスリーブ４２を軸方向に伸ばし、孔から引出した。その後、コア４８を半割にし、孔底からの亜硝酸リチウム水溶液の浸透幅を測定したところ、４０mmであった。また、このときの亜硝酸リチウム水溶液の注入量を注入前後のコア４８の重量から求めたところ６６gで、単位
注入量当たりの浸透範囲は、０．６１mm/ｇであった。
【００３４】
実施例２
実施例１と同じ条件で亜硝酸リチウム水溶液の注入を行ったところ、孔底からの浸透量は４０mm、亜硝酸リチウム水溶液の注入量は６０ｇで、単位注入量当たりの浸透範囲は０．６７mm/ｇであった。
【００３５】
比較例１
実施例１と同じ種類のコアに普通ドリルで孔をあけた以外は、実施例１と同じ孔をあけ、この孔に実施例１と同じ条件で亜硝酸リチウム水溶液の注入を行った。このときの孔底からの浸透幅は４０mm、亜硝酸リチウム水溶液の注入量は８４ｇで、単位注入量当たりの浸透範囲は０．４８mm/ｇであった。
【００３６】
比較例２
比較例１と同様、普通ドリルで孔をあけ、孔を洗浄した以外は、実施例１と同じ条件で亜硝酸リチウム水溶液の注入を行った。このときの孔底からの浸透幅は３７mm、亜硝酸リチウム水溶液の注入量は８３ｇで、単位注入量当たりの浸透範囲は０．４５mm/ｇであった。以上の結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
実施例１及び２に見られるように、亜硝酸リチウム水溶液の単位注入量当たりの浸透範囲はダイヤモンドドリルを用いた方が普通ドリルを用いて孔をあけた場合よりも約５割前後と大幅に上昇した。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】従来例のパッカーの平面図。
【図２】本発明に係る自動注入装置の模式図。
【図３】同装置で用いるパッカーの部分断面平面図。
【図４】ナットを捩込んでスリーブを膨張させた状態を示す図。
【図５】図２に示す自動注入装置の一部の変形態様を示す図。
【図６】コアの斜視図。
【符号の説明】
【００４０】
１１・・貯蔵タンク
１２・・ピストン
１４・・圧入シリンダー
１５ａ、１５ｂ・・磁気センサー
１６・・作動シリンダー
１７・・モータ
１８・・ポンプ
１３、１９ａ、１９ｂ、２３、２５・・管
２１、２２・・ポート
２３ａ、２３ｂ・・流量調整弁
２４・・アキュムレータ
２６・・分配器
２８、２９・・電磁弁
３１・・圧力センサー
３３・・制御装置
３７・・円筒体
３９、４４・・ナット
４１・・操作部材
４２・・スリーブ
４３・・ワッシャー
４６・・油溜め
４７・・切換弁
４８ａ、４８ｂ・・流路
【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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