(57)【要約】【課題】  コンクリートのひび割れをコンクリート自体で補修する。【解決手段】  コンクリート１中に、ひび割れ発生時に自ずと破断する容器体５内に熱硬化性の補修剤６を未硬化状態で内包した自己補修材料２と、ひび割れ４の発生位置を検知してその位置において発熱する自己診断材料３とを予め埋設しておき、ひび割れ発生時には容器体の破断により放出される補修剤を自己診断材料の発熱により加熱して硬化させる。あるいは、容器体を熱融解性として、自己診断材料の発熱により容器体を融解させて補修剤を放出させ、外部からの加熱により、もしくはコンクリート中に予め埋設した発熱体により、補修剤を硬化させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート中に、ひび割れ発生時に自ずと破断する容器体内に熱硬化性の補修剤を未硬化状態で内包した自己補修材料と、ひび割れの発生位置を検知してその位置において発熱する自己診断材料とを予め埋設しておき、ひび割れ発生時には容器体の破断により放出される補修剤を自己診断材料の発熱により加熱して硬化させることでひび割れを補修することを特徴とするコンクリートの自己補修方法。
【請求項２】
コンクリート中に、熱融解性の容器体内に熱硬化性の補修剤を未硬化状態で内包した自己補修材料と、ひび割れの発生位置を検知してその位置において発熱する自己診断材料とを予め埋設しておき、ひび割れ発生時には自己診断材料の発熱により容器体を融解させて補修剤を放出させるとともに、外部からの加熱によりその補修剤を硬化させてひび割れを補修することを特徴とするコンクリートの自己補修方法。
【請求項３】
コンクリート中に、熱融解性の容器体内に熱硬化性の補修剤を未硬化状態で内包した自己補修材料と、ひび割れの発生位置を検知してその位置において発熱する自己診断材料と、外部からの通電により発熱する発熱体とを予め埋設しておき、ひび割れ発生時には自己診断材料の発熱により容器体を融解させて補修剤を放出させるとともに、ひび割れ発生位置の近傍の発熱体に通電して発熱させることでその補修剤を硬化させてひび割れを補修することを特徴とするコンクリートの自己補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートのひび割れをコンクリート自体で補修するコンクリートの自己補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートに発生するひび割れ（亀裂、クラック）をコンクリート自体で補修するという自己補修方法がたとえば特許文献１に開示されている。これは、コンクリートと同等の脆性材料により形成した管路網をコンクリート中に内蔵させてその管路網に補修液を流通可能な状態で満たしておくことにより、ひび割れの発生位置において管路網が自ずと破断してそこから補修液が流出して硬化し、それにより自ずとひび割れの補修がなされるというものである。
【特許文献１】特開平１０−１８４０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に示される方法では、ひび割れ発生により管路網から流出した補修液がコンクリート中の水分やアルカリ成分あるいは空気と反応して硬化するものであることから、長期間のうちには補修液が管路網内において硬化してしまったり、あるいは管路網から放出されても充分に硬化しなかったり、硬化するまでの長時間を要することが想定され、必ずしも充分な信頼性が得られない懸念がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記事情に鑑み、本発明は熱硬化性の補修剤を採用し、その補修剤を加熱することで確実に硬化させることを主眼とするものである。
【０００５】
すなわち、請求項１の発明は、コンクリート中に、ひび割れ発生時に自ずと破断する容器体内に熱硬化性の補修剤を未硬化状態で内包した自己補修材料と、ひび割れの発生位置を検知してその位置において発熱する自己診断材料とを予め埋設しておき、ひび割れ発生時には容器体の破断により放出される補修剤を自己診断材料の発熱により加熱して硬化させることでひび割れを補修するようにしたものである。
【０００６】
また、請求項２の発明は、コンクリート中に、熱融解性の容器体内に熱硬化性の補修剤を未硬化状態で内包した自己補修材料と、ひび割れの発生位置を検知してその位置において発熱する自己診断材料とを予め埋設しておき、ひび割れ発生時には自己診断材料の発熱により容器体を融解させて補修剤を放出させるとともに、外部からの加熱によりその補修剤を硬化させてひび割れを補修するようにしたものである。
【０００７】
さらに、請求項３の発明は、コンクリート中に、熱融解性の容器体内に熱硬化性の補修剤を未硬化状態で内包した自己補修材料と、ひび割れの発生位置を検知してその位置において発熱する自己診断材料と、外部からの通電により発熱する発熱体とを予め埋設しておき、ひび割れ発生時には自己診断材料の発熱により容器体を融解させて補修剤を放出させるとともに、ひび割れ発生位置の近傍の発熱体に通電して発熱させることでその補修剤を硬化させてひび割れを補修するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１〜３の発明によれば、いずれも熱硬化性の補修剤を容器体内に内包しておく自己補修材料の採用により、補修剤が加熱されない限りは容器体内で硬化してしまうようなことを長期間にわたって防止できるし、ひび割れが発生した場合には補修剤を容器体から放出して加熱することによりその時点で速やかに硬化してひび割れ補修を確実に行うことができる。
【０００９】
特に請求項１の発明にあっては、ひび割れが発生すると容器体が自ずと破断して補修剤が放出され、かつ自己診断材料がひび割れ発生位置において局所的に発熱することにより、補修剤を自己診断材料によって加熱して確実に硬化させることができる。
【００１０】
また請求項２の発明にあっては、補修剤を内包する容器体が熱融解性であるので、ひび割れが発生した際には自己診断材料がひび割れ発生位置を検知して局所的に発熱することによりその容器体を融解させ、それにより補修剤を容器体からひび割れ発生位置に確実に放出させることができ、そのひび割れ発生位置に対して外部から適宜の加熱を行うことにより補修剤を加熱して確実に硬化させることができる。
【００１１】
さらに請求項３の発明にあっては、同じく補修剤を内包する容器体が熱融解性であるので、ひび割れが発生した際には自己診断材料がひび割れ発生位置を検知して局所的に発熱することにより容器体を融解させ、それにより補修剤を容器体からひび割れ発生位置に確実に放出させることができ、そのひび割れ発生位置の近傍において発熱体を発熱させることにより補修剤を加熱して確実に硬化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の第１実施形態を図１〜図２に示す。これは、コンクリート１中に予め自己補修材料２と、自己診断材料３とを埋設しておき、コンクリート１にひび割れ４が発生した際にはそれら自己補修材料２と自己診断材料３とによりひび割れ４を自ずと補修するようにしたものである。
【００１３】
本実施形態における自己補修材料２は、製作時や通常の供用下で壊れない程度の脆性を有するチューブ状の容器体５内に、熱硬化性の補修剤６を未硬化状態のままで内包しておくものである。この自己補修材料２をコンクリート１中に埋設しておくと、コンクリート１にひび割れ４が発生した場合には容器体５がひび割れ４とともに自ずと破断し、それにより内包されていた補修剤６がその周囲に自ずと放出されてひび割れ４内に浸透していくものである。
【００１４】
本実施形態における自己診断材料３は、図２（ａ）に示すように炭素粒子や酸化ルテニウム等の導電性粒子７をガラスあるいはセラミックスからなる絶縁体の母材８中に多量に分散させ、かつ母材８をセラミック繊維やガラス繊維等の補強繊維９により補強した複合材料からなる棒状の部材である。この自己診断材料３は通常時は導電性粒子７どうしが充分に接触していて全体として充分な導電性を有するものであるが、たとえば図２（ｂ）に示すようにこれに引張荷重が加えられて歪（伸び）が生じると導電性粒子７どうしの接触状態が変化することにより電気抵抗が増大するという特性を有するものである。したがって図１に示したようにこの自己診断材料３をコンクリート１中に埋設しておくと、コンクリート１にひび割れ４が生じた場合にはその位置において自己診断材料３に大きな歪が局所的に生じてそこでの電気抵抗値が変化するから、適切な位置に設けた端子１０により各区間の電気抵抗値を測定することにより、その測定値からひび割れ４の発生の有無とその程度および発生位置を検知することができるものである。
【００１５】
また、その自己診断材料３は、ひび割れ発生位置において電気抵抗値が局所的に増大することからその位置で同時に局所的な発熱が生じるものであり、ひび割れ４が発生した区間に所望の電圧、電流にて通電を行うことによりその周囲を所望温度に加熱することができるものであり、それにより自己補修材料２から放出された熱硬化性の補修剤６を加熱して硬化させることができるものである。
【００１６】
本第１実施形態の具体的な手順としては、常時、あるいは定期的に、もしくは必要に応じて、自己診断材料３の各区間における電気抵抗値を計測し、その測定値が平常値よりも増大していたらその区間内でひび割れが発生していることを検知できる。そして、その際には容器体５が自ずと破断していて補修剤６が放出されてひび割れ内に浸透しているので、自己診断材料３のその区間に対して端子１０により通電を行って発熱させれば良い。それにより自己診断材料３の発熱によって補修剤６が加熱されてひび割れ４内において速やかにかつ確実に硬化し、そのひび割れ４を自ずと補修することができる。
【００１７】
図３は第２実施形態を示す。上記第１実施形態ではひび割れ発生時に容器体５が自ずと破断して補修剤６が放出されるようにしておき、その補修剤６を自己診断材料３の発熱により硬化させるものとしたが、本第２実施形態では容器体５を低融点の熱融解性の材料により形成しておき、その容器体５を自己診断材料３の発熱により融解させて補修剤６を放出させ、その補修剤６を外部からの適宜の加熱手段１１により加熱することで硬化させるようにしたものである。
【００１８】
具体的には、第１実施形態の場合と同様に、常時あるいは定期的にもしくは必要に応じて自己診断材料３の各区間における電気抵抗値を計測し、その測定値が平常値よりも増大していたらその区間内でひび割れ４が発生していることを検知することができる。そして、ひび割れ４を検知した場合、自己診断材料３のその区間に対して端子１０により通電を行ってその区間を発熱させることにより、熱融解性の容器体５を融解して補修剤６を周囲に放出する。しかる後に、外部から適宜の加熱手段１１によりひび割れ発生箇所を加熱することにより、補修剤６が加熱されて硬化してひび割れが自ずと補修される。
【００１９】
図４は第３実施形態を示す。これは上記第２実施形態と同様に、容器体５を熱融解性の材料により形成しておいてその容器体５を自己診断材料３の発熱により融解させて補修剤６を放出させるものであるが、その補修剤６を加熱して硬化させるための発熱体１２を予めコンクリート１中に埋設しておくようにしたものである。発熱体１２としてはニクロム線が好適に採用可能であり、その発熱体１２に所定間隔ごとにリード線１３を接続しておいて所望の区間に対して電源１４により通電可能としておくことにより、ひび割れ発生位置の近傍を加熱して補修剤６を速やかにかつ確実に硬化させることができる。
【００２０】
なお、上記各実施形態では、補修剤６を内包する容器体５をチューブ状としていたが、容器体をカプセル状としてその内部に補修剤を封入した構成の自己補修材料を採用し、そのようなカプセル状の自己補修材料をコンクリート中に多数分散させておくことによっても同様の効果が得られる。
【００２１】
また、上記各実施形態では、自己診断材料３の各区間の電気抵抗値を測定することでひび割れ４の検知を行うようにしたが、自己診断材料３への通電によりひび割れ発生位置では自ずと発熱してその周囲のコンクリート温度が上昇するので、コンクリート１の各部の温度を測定することによってもひび割れ４の発生の有無とその程度および位置を検知することができる。したがって、上記各実施形態のように自己診断材料３の各区間の電気抵抗値を測定することに代えて、自己診断材料３の全体あるいは各区間ごとに通電しながらコンクリート１の表面温度をたとえばサーモグラフィにより観察したり、あるいは予めコンクリート１中に熱電対等の温度センサを所定間隔で埋設しておいてコンクリート１の局所的な温度上昇を観察することによっても、ひび割れ４の発生の有無とその位置、程度を検知することができる。
【００２２】
さらに、本発明は上記実施形態に限定されるものでは勿論なく、対象とするコンクリートの用途や目的等に応じて、自己補修材料や自己診断材料の特性、それらのコンクリート中への埋設の形態、その他の細部の構成については、様々な設計的変更や応用が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態である自己補修方法の概念図である。
【図２】同、自己診断材料の概要とその特性を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態である自己補修方法の概念図である。
【図４】本発明の第３実施形態である自己補修方法の概念図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  コンクリート
２  自己補修材料
３  自己診断材料
４  ひび割れ
５  容器体
６  補修剤
７  導電性粒子
８  母材
９  補強繊維
１０  端子
１１  加熱手段
１２  発熱体
１３  リード線
１４  電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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