(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設コンクリート水路躯体の目地部を跨いで既設コンクリート表層に、水路スパンＬに対して０．００１Ｌ〜０．０５Ｌの深さで箱抜きを形成し、該箱抜き底面に目地部を跨ぐ無付着帯を設け、材令２８日の硬化体の引張試験において引張ひずみが１％以上を示すクラック分散型であって、下記〔Ｆ１〕のＰＶＡ（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ）短繊維を、〔Ｍ１〕の調合マトリクスに、１越え３Ｖｏｌ．％の配合量で、３次元ランダムまたは２次元ランダムに配合した高靱性の繊維補強セメント複合材料（高靱性ＦＲＣ材料）を前記箱抜き部および既設コンクリート表面部に充填あるいは塗布し、この場合の既設コンクリート表面部に塗布する高靱性の繊維補強セメント複合材料の厚さは５ｍｍ以上であることを特徴とする目地部を有するコンクリート製水路の補修工法。
〔Ｍ１〕
・水結合材比（Ｗ／Ｃ）２５％以上
・砂結合材料重量比（Ｓ／Ｃ）が１．５以下（０を含む）
細骨材の最大粒径０．８ｍｍ以下、平均粒径０．４ｍｍ以下、
単位水量２５０ｋｇ／ｍ３以上４００ｋｇ／ｍ３以下
高性能ＡＥ減水剤量３０ｋｇ／ｍ３未満
〔Ｆ１〕
繊維径５０μｍ以下
繊維長：５〜２０ｍｍ
繊維引張強度：１５００ＭＰａ〜２４００ＭＰａ以下
【請求項２】
箱抜き部の幅は、水路スパンＬに対して０．００１Ｌ〜０．０５Ｌの範囲である請求項１記載の目地部を有するコンクリート製水路の補修工法。
【請求項３】
高靱性の繊維補強セメント複合材料は、圧縮応力３０N／mm2、引張終局ひずみ０．２％以上であり、最大荷重作用時のひび割れ幅は０．２mm以下である請求項１または請求項２に記載の目地部を有するコンクリート製水路の補修工法。
【請求項４】
目地部を跨ぐ無付着帯は、シリコンやビニールテープなど、既設コンクリートとの付着が完全に切れるものを選択する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の目地部を有するコンクリート製水路の補修工法。
【請求項５】
箱抜き部に充填する高靱性の繊維補強セメント複合材料と既設コンクリート表面部に塗布する繊維補強セメント複合材料の表面は連続させる請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の目地部を有するコンクリート製水路の補修工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水路構造物の断面補修のうち、肉薄で補修した場合に目地部に集中する圧縮力を軽減するための目地部を有するコンクリート製水路の補修工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２に示すように水路構造物である農業用水路では、既設コンクリート水路躯体１の部材と部材の目地部２（継目）が存在し、老朽化した水路ではこの目地部２からの湧水３が問題になっている。
【０００３】
下記特許文献１では、老朽化したコンクリート製水路を施工当時と同等の機能に効率良く回復するものとして、下地処理工程にて、下地処理した水路の非老朽化部分の表面に、樹脂系水性接着剤を塗布して水路の表面を中性化し、乾燥後に付着力の高い高弾性特殊モルタルを塗工することが記載されている。
【特許文献１】特開２００６−１６７８９号
【０００４】
また、老朽化した水路目地の補修対策が求められる中、コンクリート製農業用開発水路および水路トンネルの目地部における効果的な漏水防止対策として、下記特許文献２がある。
【特許文献２】特開２００５−１２８２１８０号
【０００５】
この特許文献２は、水路や水路トンネル等のコンクリート構造物の目地部を漏水防止用シール材の形状に適合させて、加工又は形成した後、当該漏水防止用シール材を目地部の所定位置に容易に装填でき、当該漏水防止用シール材の上面及び表面に引張応力を発生させないもので、図３に示すように、コンクリート構造物１７、１７の継目に形成された目地部１８を箱抜きし、具体的には上面開口部１８ａとしての前記段差面１７ｂ、１７ｂと、これに連なる中間部１８ｂとしての壁面１７ａ、１７ａ及びこの壁面１７ａ、１７ａに連なる目地部１８の断面略山形状の深部１８ｃを加工又は形成する。そして、該壁面１７ａ、１７ａ若しくは前記段差面１７ｂ、１７ｂにエポキシ樹脂等の接着剤２１を封入し、充填シールを行う。而して、前記漏水防止用シール材１９を前記目地部１８に装填する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１では、比較的薄肉での補修が可能であるが、目地部に対する配慮が特段なされているわけではなく、目地部に集中する圧縮力を軽減することはできない。
【０００７】
特許文献２は目地部からの湧水には対処できるものの、目地部を箱抜きし、そこに漏水防止用シール材の配設によりこれを行うものであり、特許文献１と同様に目地部に集中する圧縮力を軽減することはできない。
【０００８】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、水路構造物の断面補修のうち、肉薄で補修をした場合に、シール性の向上のみならず、目地部に集中する圧縮力を軽減することで、目地部からの湧水を防止できる目地部を有するコンクリート製水路の補修工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、既設コンクリート水路躯体の目地部を跨いで既設コンクリート表層に、水路スパンＬに対して０．００１Ｌ〜０．０５Ｌの深さで箱抜きを形成し、該箱抜き底面に目地部を跨ぐ無付着帯を設け、材令２８日の硬化体の引張試験において引張ひずみが１％以上を示すクラック分散型であって、下記〔Ｆ１〕のＰＶＡ（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ）短繊維を、〔Ｍ１〕の調合マトリクスに、１越え３Ｖｏｌ．％の配合量で、３次元ランダムまたは２次元ランダムに配合した高靱性の繊維補強セメント複合材料（高靱性ＦＲＣ材料）を前記箱抜き部および既設コンクリート表面部に充填あるいは塗布し、この場合の既設コンクリート表面部に塗布する高靱性の繊維補強セメント複合材料の厚さは５ｍｍ以上であることを要旨とするものである。
〔Ｍ１〕
・水結合材比（Ｗ／Ｃ）２５％以上
・砂結合材料重量比（Ｓ／Ｃ）が１．５以下（０を含む）
細骨材の最大粒径０．８ｍｍ以下、平均粒径０．４ｍｍ以下、
単位水量２５０ｋｇ／ｍ３以上４００ｋｇ／ｍ３以下
高性能ＡＥ減水剤量３０ｋｇ／ｍ３未満
〔Ｆ１〕
繊維径５０μｍ以下
繊維長：５〜２０ｍｍ
繊維引張強度：１５００ＭＰａ〜２４００ＭＰａ以下
【００１０】
目地部には、コンクリートの材齢変化伴う温度応力（圧縮、引張）が作用するため、ほとんどの場合、従来品のモルタルやコンクリートは設置の初期においてひび割れが生じ、目地部から湧水が生じる。
【００１１】
請求項１記載の本発明によれば、高靱性の繊維補強セメント複合材料（高靱性ＦＲＣ材料）はその調合のマトリクスと繊維配合量により、引張ひずみが１％を越えることで、載荷方向（応力方向）とほぼ直角方向に多数のクラック（マルチクラック）が発生するクラック分散型の破壊現象が生じる。よって、ひび割れを確実に微小な幅に制御できるものであり、このような高靱性の繊維補強セメント複合材料（高靱性ＦＲＣ材料）を目地部での局部的な応力集中を軽減するものとして用いることで、一軸張力下においてひずみ硬化を示し、微細で高密度の複数ひび割れを形成する。その結果、目地部での応力集中による局部破壊を無くすことが可能となる。
【００１２】
具体的には、引張力に対しては、目地部付近での既存コンクリートと高靱性の繊維補強セメント複合材料との間に無付着区間を設けることで高靱性の繊維補強セメント複合材料のひび割れ分散作用を利用した応力の軽減を図り、圧縮力に対しては目地部付近で高靱性の繊維補強セメント複合材料を厚めに設けることで、その軽減を図ることが可能となる。
【００１３】
なお、箱抜きによる溝を設けることによる、角部への応力集中については、で高靱性の繊維補強セメント複合材料の目地部付近以外の既設コンクリート表面部に塗布する薄厚部分で分散させることができるので問題はない。悪影響がある場合にはテーパーを付けてもよい。
【００１４】
また、目地部付近での高靱性の繊維補強セメント複合材料の部材厚を１０ｍｍ以上確保することにより、抵抗応力が増し、局部破壊を免れることができる。また、薄厚補修部の厚さを５ｍｍ以上であるとすることで、一軸引張応力下においてひずみ硬化を示し、微細で高密度の複数ひび割れを形成するので、曲げ荷重や疲労荷重による躯体コンクリートにひび割れが生じても機能を保持する表面保護工を実現できる。
【００１５】
なお、伸び性能の小さい一般的なモルタルでは、目地部を厚くしたところと、薄くなるところの境界部でひび割れが生じるが、高靱性の繊維補強セメント複合材料は伸び性能が大きいので、境界部にある程度の引張力が働いても、大きなひび割れは生じない。
【００１６】
請求項２記載の本発明は、箱抜き部の幅は、水路スパンＬに対して０．００１Ｌ〜０．０５Ｌの範囲であることを要旨とするものである。
【００１７】
請求項２記載の本発明によれば、厚い部分で高靱性の繊維補強セメント複合材料と既設コンクリートが付着するため、応力が局部的に集中するのではなく、全体的に分散する。水路スパンＬに対して０．００１Ｌ〜０．０５Ｌの範囲は、そのために必要な幅が確保できるものである。
【００１８】
請求項３記載の本発明は、高靱性の繊維補強セメント複合材料は、圧縮応力３０N／mm2、引張終局ひずみ０．２％以上であり、最大荷重作用時のひび割れ幅は０．２mm以下であることを要旨とするものである。
【００１９】
請求項３記載の本発明によれば、高靱性の繊維補強セメント複合材料のひび割れ分散性を確保する上で、圧縮強度の大小がひび割れ分散性に大きく起因するため、３０N/mm2程度となるように配合を選定した。また、一般的な鋼材の弾性限界は０．２％であり、高靱性の繊維補強セメント複合材料が鋼材と複合構造として用いられた場合、ＥＣＣが０．２％の終局ひずみを持つことで補強効果が期待でき、さらに、最大荷重作用時のひび割れ幅が０．２mm以下とすることにより、一般的に構造物の補修が必要とされるひび割れ幅に至らない。
【００２０】
請求項４記載の本発明は、目地部を跨ぐ無付着帯は、シリコンやビニールテープなど、既設コンクリートとの付着が完全に切れるものを選択することを要旨とするものである。
【００２１】
請求項４記載の本発明によれば、張力に対しては、目地部付近での既存コンクリートと高靱性の繊維補強セメント複合材料との間に無付着区間を設けることで高靱性の繊維補強セメント複合材料のひび割れ分散作用を利用した応力の軽減を図ることができるが、この無付着区間は無付着帯を既設コンクリートとの付着が完全に切れるものを選択することで、効果の完全性を期することができる。
【００２２】
請求項５記載の本発明は、箱抜き部に充填する高靱性の繊維補強セメント複合材料と既設コンクリート表面部に塗布する繊維補強セメント複合材料の表面は連続させることを要旨とするものである。
【００２３】
請求項５記載の本発明によれば、繊維補強セメント複合材料による圧縮力軽減部と、繊維補強セメント複合材料による薄厚補修部とを一体的に連続させることで、双方の相乗的効果を確実にすることができ、また、体裁もよいものとなる。
【発明の効果】
【００２４】
以上述べたように本発明の目地部を有するコンクリート製水路の補修工法は、水路構造物の断面補修のうち、肉薄で補修をした場合に、シール性の向上のみならず、目地部に集中する圧縮力を軽減することで、目地部からの湧水を防止できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の目地部を有するコンクリート製水路の補修工法の１実施形態を示す縦断正面図で、水路構造物として農業用水路の場合であり、図中１は既設コンクリート水路躯体を示し、部材と部材の目地部２（継目）が存在する。
【００２６】
本発明は、既設コンクリート水路躯体１の目地部２を跨いで既設コンクリート６の表層に箱抜き４を形成し、該箱抜き４の底面に目地部２を跨ぐ無付着帯５を設け、高靱性の繊維補強セメント複合材料（高靱性ＦＲＣ材料）を前記箱抜き４の部分および既設コンクリート６の表面部に充填あるいは塗布し、箱抜き４の部分では高靱性の繊維補強セメント複合材料の補修部による圧縮力軽減部７とし、既設コンクリート６の表面部では高靱性の繊維補強セメント複合材料の薄厚補修部８とした。図中９は水である。
【００２７】
前記目地部２を跨ぐ無付着帯５は、シリコンやビニールテープなど、既設コンクリート６との付着が完全に切れるものを選択する。
【００２８】
前記高靱性の繊維補強セメント複合材料の充填あるいは塗布は、流し込み施工でもよいが、吹き付け施工も採用し得る。
【００２９】
高靱性の繊維補強セメント複合材料（高靱性ＦＲＣ材料）は、材令２８日の硬化体の引張試験において引張ひずみが１％以上を示すクラック分散型であって、下記〔Ｆ１〕のＰＶＡ（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ）短繊維を、〔Ｍ１〕の調合マトリクスに、１越え３Ｖｏｌ．％の配合量で、３次元ランダムまたは２次元ランダムに配合したものである。
〔Ｍ１〕
・水結合材比（Ｗ／Ｃ）２５％以上
・砂結合材料重量比（Ｓ／Ｃ）が１．５以下（０を含む）
細骨材の最大粒径０．８ｍｍ以下、平均粒径０．４ｍｍ以下、
単位水量２５０ｋｇ／ｍ３以上４００ｋｇ／ｍ３以下
高性能ＡＥ減水剤量３０ ｋｇ／ｍ３未満
〔Ｆ１〕
繊維径５０μｍ以下
繊維長：５〜２０ｍｍ
繊維引張強度：１５００ＭＰａ〜２４００ＭＰａ以下
【００３０】
吹き付け施工に適するためには、前記〔Ｍ１〕の調合マトリクスにおいて、練り上がり時の空気量は３．５％以上２０％以下でもよいが、これを２０％以上とすることが好ましい。
【００３１】
空気連行量を増加させるため、高靱性の繊維補強セメント複合材料（高靱性ＦＲＣ材料）２の混和時に、ＡＥ剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤等の空気連行性混和剤が使用される。
【００３２】
使用できる空気連行性混和剤は、セメント配合物に微細な独立気泡を連行できる混和剤であり、直径２５０μｍ以下、好ましくは２０〜２００μｍの独立気泡を３〜６容量％連行できるものが良い。
【００３３】
このような空気連行性混和剤としては、ＪＩＳ Ａ６２０４（コンクリート用化学混和剤）のＡＥ剤、ＡＥ減水剤若しくは高性能ＡＥ減水剤及びそれらと同等の性能を有する化合物があげられ、市販品を使用することもできる。これらは１種単独で使用してもよく、また２種以上を併用してもよい。
【００３４】
ＡＥ剤としては、例えば、脂肪酸塩、樹脂酸塩、ナフテン酸塩等の石鹸系ＡＥ剤；高級アルコール硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアリールエーテル硫酸エステル塩等の硫酸エステル系ＡＥ剤；ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアリールエーテル等のエーテル系ＡＥ剤、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル系ＡＥ剤等のノニオン系ＡＥ剤；ベタイン系ＡＥ剤、イミダゾリンベタイン系ＡＥ剤等の両性界面活性剤系ＡＥ剤等が挙げられる。なお、これらの中には、起泡剤としての機能を有するものもある。
【００３５】
ＡＥ減水剤としては、例えば、主成分としてリグニンスルホン酸塩若しくはその誘導体、オキシ有機酸塩、アルキルアリールスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオール複合体、高級アルコールのスルホン酸塩等を含む化合物等が挙げられる。また、これらの化合物が主成分であれば、前述したＡＥ剤が一部に含有されていてもよい。
【００３６】
高性能ＡＥ減水剤としては、例えば、主成分としてポリカルボン酸エーテル類、変性リグニンスルホン酸塩、アルキルアリールスルホン酸塩、芳香族アミノスルホン酸塩、変性ナフタレンスルホン酸塩、変性メチロールメラミン縮合物、メラミンスルホン酸塩等を含む化合物等が挙げられる。また、これらの化合物が主成分であれば、前述したＡＥ剤又はＡＥ減水剤が一部に含有されていてもよい。
【００３７】
前記引張ひずみは、材令２８日以上の硬化体の引張試験で得られる応力−歪み曲線において、最大引張応力値でのひずみ量（％）をいう。実際には、材令２８日での試験体の引張試験（例えば断面３０ｍｍ×１３ｍｍの試験体を８０ｍｍの試験区間で引張試験を行う）における引張ひずみ（％）で代表される。
【００３８】
この引張ひずみが１％以上であることは、載荷方向（応力方向）とほぼ直角方向に多数のクラック（マルチクラック）が発生するクラック分散型の破壊現象が生じていることを意味する。
【００３９】
前記高靱性の繊維補強セメント複合材料は、圧縮応力３０N／mm2、引張終局ひずみ０．２％以上であり、最大荷重作用時のひび割れ幅は０．２mm以下である。
【００４０】
前記箱抜き４の部の深さは、水路スパンＬに対して０．００１Ｌ〜０．０５Ｌの範囲とする。これにより、箱抜き４の部の深さは１０ｍｍ以上となる。このように目地部２付近での前記高靱性の繊維補強セメント複合材料の部材厚を１０ｍｍ以上確保することで、抵抗応力が増し、局部破壊を逃れることができる。
【００４１】
また、前記箱抜き４の部の幅も、水路スパンＬに対して０．００１Ｌ〜０．０５Ｌの範囲であるとする。
【００４２】
前記箱抜き４の形成に際し、角部への応力の集中については影響がほとんどないと考えられるが、悪影響がある場合にはテーパーをつけるようにしてもよい。
【００４３】
一方、前記既設コンクリート表面部での高靱性の繊維補強セメント複合材料の薄厚補修部８は、厚さは５ｍｍ以上であるとした。
【００４４】
また、箱抜き４の部分に充填する高靱性の繊維補強セメント複合材料と既設コンクリート表面部に塗布する繊維補強セメント複合材料の表面は段差を設けることなく、一体的に連続させるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の目地部を有するコンクリート製水路の補修工法の１実施形態を示す縦断正面図である。
【図２】目地部を有する農業用水路の説明図である。
【図３】従来例の縦断側面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…既設コンクリート水路躯体        ２…目地部
３…湧水                            ４…箱抜き
５…無付着帯                        ６…既設コンクリート
７…圧縮力軽減部                    ８…薄厚補修部
９…水                              １７…コンクリート構造物
１７ａ…壁面                        １７ｂ…段差面
１８…目地部                        １８ａ…開口部
１８ｂ…中間部                      １８ｃ…深部
１９…漏水防止用シール材            ２１…接着剤
【図１】
0005190634.tif 000002
【図２】
0005190634.tif 000003
【図３】
0005190634.tif 000004