(57)【要約】【課題】コンクリート製用水路の内面に塗工材を塗布して塗工材層を形成し補修を行う工法において、該塗工材層のふくれや剥落を有効に防止しつつ、長期に亘り補強効果を維持することができるコンクリート製用水路の内面補修構造を提供する。【解決手段】水路を画成する底壁２及び左右立ち上げ壁３の各内面の表層コンクリート９を連続して除去し、該表層コンクリート除去面域１０に、１立方メートル当たり、セメント３００〜６００ｋｇ、砂６００〜１２００ｋｇ、ポリマー樹脂１０〜１２０ｋｇ、補強樹脂繊維１０〜６０ｋｇを主材とする補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタルを塗布し補強用塗工材層１２を形成するコンクリート製用水路の内面補修構造。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水路を画成する底壁及び左右立ち上げ壁の各内面の表層コンクリートを連続して除去し、該表層コンクリート除去面域に、１立方メートル当たり、
セメント              ３００〜  ６００ｋｇ、
砂                    ６００〜１２００ｋｇ、
ポリマー樹脂            １０〜  １２０ｋｇ、
補強樹脂繊維            １０〜    ６０ｋｇ、
を主材とする補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタルを塗布し補強用塗工材層を形成したことを特徴とするコンクリート製用水路の内面補修構造。
【請求項２】
上記底壁及び左右立ち上げ壁の各内面の表層コンクリートに連続する左右立ち上げ壁上端面の表層コンクリートを除去し、該左右立ち上げ壁上端面を含む表層コンクリート除去面域に上記配合の補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタルを塗布し上記補強用塗工材層を形成したことを特徴とする請求項１記載のコンクリート製用水路の内面補修構造。
【請求項３】
上記補強樹脂繊維として、繊維長５〜２０ｍｍ、太さ１０〜２００μのビニロン繊維、又は同ポリエチレン繊維、又は同ビニロン繊維と同ポリエチレン繊維の混合繊維を用いたことを特徴とする請求項１又は２記載のコンクリート製用水路の内面補修構造。
【請求項４】
上記補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタルから成る補強用塗工材層中に上記表層コンクリート除去面域に亘る合成樹脂製メッシュを埋設し、該メッシュと上記補強樹脂繊維との絡み合い構造を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載のコンクリート製用水路の内面補修構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンクリート製用水路の内面に補強用塗工材を塗布して補修を図る補修構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、水田の灌漑施設として用いられているコンクリート製用水路においては、水流と接するコンクリート製用水路１の内面の損傷、劣化が著しく、このコンクリート製用水路１の整備では、老朽化程度が比較的軽度なものについては、コスト削減、環境負担軽減の見地から、全面改修せずに既設のコンクリート製用水路に内面補修を施し延命する方法が採られている。
【０００３】
従来上記コンクリート製用水路１の内面補修工法としては、図１に示すように、ポリウレタン樹脂塗料又はエポキシ樹脂塗料をコンクリート製用水路の底壁２の内面及び左右立ち上げ壁３の内面に塗布し補強用塗工材層４を形成する工法が採られている。
【０００４】
この工法はコンクリート製用水路１の底壁２の内面と左右立ち上げ壁３の内面を高圧水にて洗浄しガスバーナーで乾燥する素地調整工程と、該素地調整された表面にプライマー塗装工程と、必要に応じモルタル塗布による不陸調整を行い、ポリウレタン樹脂塗料又はエポキシ樹脂塗料を重ね塗りする下塗り、上塗り工程を経て補強用塗工材層４を形成する工法である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
而して上記ポリウレタン樹脂塗料又はエポキシ樹脂塗料は、厚塗りが行え、速乾性に優れ、衝撃耐性に優れている利点を有することから水路内面補修材料、即ち水路内面に塗布する補強用塗工材として広汎に使用されている。
【０００６】
然るに用水路を形成するコンクリートは透水性を有し、図１，図２に示すように、広面積の水田５に張られた灌漑用水６が水圧Ｐによりコンクリート製用水路１の立ち上げ壁３と底壁２内に徐々に浸透し、該浸透水７が上記ポリウレタン樹脂塗料又はエポキシ樹脂塗料による補強用塗工材層４のふくれ８、剥落を生じ、補修効果を減殺する問題を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
而して本発明は上記問題点を解決する手段として、上記コンクリート製用水路の内面補修工法において、水路を画成する底壁及び左右立ち上げ壁の各内面の表層コンクリートを連続して除去し、該表層コンクリート除去面域に、１立方メートル当たり、
セメント              ３００〜  ６００ｋｇ
（代表例としてポルトランドセメント）、
砂                    ６００〜１２００ｋｇ、
ポリマー樹脂            １０〜  １２０ｋｇ、
補強樹脂繊維            １０〜    ６０ｋｇ、
を主材とする補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタルを塗布し補強用塗工材層を形成するコンクリート製用水路の内面補修構造を提供するものである。
【０００８】
好ましい例示として、上記底壁及び左右立ち上げ壁の各内面の表層コンクリートを除去すると共に、これに連続する左右立ち上げ壁上端面の表層コンクリートを除去し、該左右立ち上げ壁上端面を含む表層コンクリート除去面域に上記配合の補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタルを塗布し上記補強用塗工材層を形成する。
【０００９】
上記補強樹脂繊維としては、繊維長５〜２０ｍｍ、太さ１０〜２００μのビニロン繊維、又は同ポリエチレン繊維、又は同ビニロン繊維と同ポリエチレン繊維の混合繊維を用いる。
【００１０】
又上記補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタルから成る補強用塗工材層中に上記表層コンクリート除去面域に亘る合成樹脂製メッシュを埋設し、該メッシュと上記補強樹脂繊維との絡み合い構造を形成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は上記の通り、水田の灌漑施設等として用いられているコンクリート製用水路の内面に補強用塗工材を塗布して補修を図る、コンクリート製用水路の内面補修構造に係り、該補修構造において上記表層コンクリートを除去し、該除去面域に上記配合から成る補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタルを塗布して上記補強用塗工材層を形成する補修構造であり、この補修構造によりコンクリート製用水路内面に極めて堅牢で耐久性を有する補強用塗工材層を形成することができる。
【００１２】
上記補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタルは補強用塗工材層に著しい強度向上と高い靱性を付与し、セメントモルタルを富組成分とするものであるから、コンクリート製用水路を形成するコンクリート壁との良馴性に富み、用水路のコンクリート壁と強固に一体結合することができる。
【００１３】
殊に従来の補修工法はコンクリート製用水路の内面に硬く遮水性に富む塗工材層を形成して補修を図る基本思想を有するが、本発明に係る補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタルは、セメントと砂を富組成材とするモルタル補修材であるから、水分を透過し分散する特性を有し、用水路を画成する底壁及び立ち上げ壁を通して浸透した水田の灌漑用水は、補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタルによって形成された補強用塗工材層を透過せしめる特徴を付与し、これにより前記浸透水の圧力で補強用塗工材層のふくれや剥落を生ずる問題を抜本的に解消し、併せてコンクリート製用水路の内面に堅牢で耐久性に富む補強用塗工材層を形成することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明に係るコンクリート製用水路の内面補修構造を実施するための最良の形態を図３乃至図７に基づいて説明する。コンクリート製用水路１は基本的にはコンクリート製底壁２と該底壁２の左右側縁から立ち上げられたコンクリート製立ち上げ壁３を有し、Ｕ字形の用水路を画成した構造を有している。開放形用水路１の場合には上面を開放状態に施工し、閉鎖型用水路１の場合には開放面をコンクリート製蓋で覆うか、又はＵ字形の用水路本体に蓋を一体に設けたロ字形のコンクリート製用水路１とする。
【００１５】
図３Ａに示すように、水路を画成する底壁２及び左右立ち上げ壁３の各内面の表層コンクリート９を連続して除去し、表層コンクリート除去面域１０を形成する。
【００１６】
又は上記底壁２及び左右立ち上げ壁３の各内面の表層コンクリート９に連続する左右立ち上げ壁３上端面の表層コンクリート９を除去し、底壁３内面と左右立ち上げ壁３内面と左右立ち上げ壁３上端面に連続する表層コンクリート除去面域１０を形成する。
【００１７】
適例として、上記底壁２と左右立ち上げ壁３の内面、又はこれらと左右立ち上げ壁３上端面の表層コンクリート９をウォータージェットの適用により除去し、上記表層コンクリート除去面域１０を形成する。
【００１８】
ウォータージェットはノズルより超高圧水を噴射し表層コンクリート９をハツリ除去する方法として既知であり、除去作業が速やかに行え、均一な深さに除去することができる。このウォータージェットの他、サンドブラスト、スチールブラスト、サンダー等の適用が可能である。
【００１９】
次に図３Ｂに示すように、上記コンクリート除去面域１０の内面にエポキシ樹脂を塗布し含浸せしめる。即ちプライマー処理しプライマー層１１を形成する。このプライマー処理は現場の状況に応じ選択的に実施する。
【００２０】
次に図３Ｃに示すように、上記表層コンクリート除去面域１０を補強用塗工材層１２で修復する。即ち、下記の配合比から成る補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタル１３を用意し、該補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタル１３を上記プライマー層１１の表面、又はプライマー層１１を有しないコンクリート除去面域１０のコンクリート表面に直接塗布し補強用塗工材層１２を形成する。
〈補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタル１３の１立方メートル当たりの配合比〉
セメント              ３００〜  ６００ｋｇ
（代表例としてポルトランドセメント）
砂                    ６００〜１２００ｋｇ
ポリマー樹脂            １０〜  １２０ｋｇ
補強樹脂繊維            １０〜    ６０ｋｇ
【００２１】
上記組成材を主成分とし且つ上記配合比で加水混練して成る補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタル１３を用意し、これを上記コンクリート製用水路１の上記表層コンクリート除去面域１０に吹付け塗布、ローラー塗布等により塗布し上記補強用塗工材層１２を形成する。
【００２２】
上記補強樹脂繊維１４としては、繊維長５〜２０ｍｍ、太さ１０〜２００μのビニロン繊維、又は同ポリエチレン繊維、又は同ビニロン繊維と同ポリエチレン繊維の混合繊維が有効である。
【００２３】
好ましい例示として、上記ポルトランドセメント３００〜６００ｋｇと、砂６００〜１２００ｋｇと、ポリマー樹脂１０〜１２０ｋｇと、補強樹脂繊維１０〜６０ｋｇの配合材に加え、減水剤０．１〜０．４ｋｇを配合する。
【００２４】
図５に示すように、上記補強樹脂繊維１４は接着剤にて弱接着し平形に集束した集束繊維１５を用い、この集束繊維１５に上記減水剤１６を添加し、該集束繊維１５に減水剤１６を添加し接触した状態で充分な寝かし時間を置き、例えば集束繊維１５に減水剤１６を添加したものを容器１８に収容して寝かし、該集束繊維１５を減水剤１６と一緒に上記補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタル１３中に配合する。
【００２５】
減水剤１６は上記寝かし時間によって集束繊維１５中に均一に浸潤し、接着剤による集束を弱めてモルタル混練時におけるばらけを促進し、繊維１４が団子状になる現象を防止する。即ち混練によってモルタル中に繊維１４が均一に混じり合う効果を促進する。
【００２６】
補強樹脂繊維１４としてポリエチレン繊維とビニロン繊維の混合繊維を用いる場合には、ポリエチレン繊維２〜１０ｋｇ、ビニロン繊維８〜５０ｋｇで選択し、全体として上記１０〜６０ｋｇになるように配合する。適例としてポリエチレン繊維５ｋｇ、ビニロン繊維３０ｋｇの混合繊維を用いる。
【００２７】
上記ポリマー樹脂としては、スチレンブタジエン樹脂系、ポリアクリル酸エステル樹脂系（アクリル樹脂系）、エチレン酢ビ樹脂系、酢ビ・ベオバ樹脂系等を用いる。
【００２８】
本発明に用いる砂として、珪石から製造した珪砂、人工軽量砂（例えばセラミック砂）、川砂、山砂、鉱滓、フライアッシュ等の単体、又は混合物を用いる。
【００２９】
上記補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタル１３から成る補強用塗工材層１２中に上記表層コンクリート除去面域１０に亘る合成樹脂製メッシュ１７を埋設する補修構造とする場合には、図４Ａに示すように、補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタル１３による下塗り１３ａを施す。
【００３０】
次に図４Ｂに示すように、上記補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタル１３の下塗り１３ａの未硬化状態において、該下塗り１３ａの表面（膨出面）にポリエチレンメッシュシート又はアラミドメッシュシート等から成る編成構造の合成樹脂製メッシュ１７を加圧貼付する。
【００３１】
上記合成樹脂製メッシュ１７の加圧貼付により、下塗り１３ａの補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタル１３がメッシュ１７の網目内へ侵入し、同時に補強樹脂繊維１４が網目に進入し、後記する上塗り１３ｂの塗布にてメッシュ１７の形成線材と補強樹脂繊維１４とが絡み合い結合した状態を形成する。
【００３２】
次に図４Ｃに示すように、上記下塗り１３ａの表面、即ちメッシュ１７の表面に上記補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタル１３を重ね塗りして上塗り１３ｂを施し、上記メッシュ１７を補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタル１３から成る下塗り１３ａと上塗り１３ｂから成る補強用塗工材層１２内に埋設する。
【００３３】
上記下塗り１３ａと上塗り１３ｂの各塗布厚は予定する厚みの補強用塗工材層１２の略二分の一程度にする。
【００３４】
次に上記補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタル１３を、下記の配合比で混練し成形した角棒状供試体（１００×１００×４００ｍｍ）の強度試験結果について説明する。
〈補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタル１３の１立方メートル当たりの配合比〉
ポルトランドセメント            ４５０ｋｇ
砂                            １０００ｋｇ
アクリル樹脂（ポリマー樹脂）      １４ｋｇ
ポリエチレン繊維                  ２４ｋｇ
（繊維長１０ｍｍ前後、太さ２０μ）
減水剤                          ０．２ｋｇ
【００３５】
上記配合比で混練した補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタル１３を用い、メッシュ１７を埋設しないで塗布厚６ｍｍの補強用塗工材層１２を形成した供試体の強度試験結果、即ち供試体の両端に軸線方向の引張応力を加えた場合の図６に示す引張応力（ｎ／平方ミリメートル）に対するひずみ（％）の関係を検査した結果、同グラフに示すように、２〜６％の伸び（ひずみ）を生ずるまで強度を維持することが確認された。
【００３６】
又図７に示す上記供試体に曲げ荷重を与えた場合における、曲げ荷重（ｋＮ）に対する変位量（ｍｍ）と強度の関係を検査した結果、１〜４ｍｍの曲げ変位量においても充分な曲げ強度を維持することが確認された。
【００３７】
上記に加え、メッシュ１７を埋設した場合には、補強樹脂繊維１４とメッシュ１７のポリマーセメントモルタル１３を媒体としての絡み合い効果が望め、更に飛躍的な増強効果が望める。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】従来のコンクリート製用水路の内面補修構造を概示する断面図。
【図２】従来のコンクリート製用水路の内面補修構造における補強用塗工材層の剥離状態を説明する断面図。
【図３】Ａ，Ｂ，Ｃは本発明に係るコンクリート製用水路の内面補修構造を工程順に示す断面図。
【図４】Ａ，Ｂ，Ｃは本発明に係るコンクリート製用水路の内面補修構造の他例を工程順に示す断面図。
【図５】補強樹脂繊維の集束繊維に減水剤を添加し寝かした状態を概示する断面図。
【図６】本発明に係るコンクリート製用水路の内面補修構造の供試体の引張応力（ｎ／平方ミリメートル）に対するひずみ（％）の強度試験結果を示すグラフ。
【図７】本発明に係るコンクリート製用水路の内面補修構造の供試体の曲げ荷重（ｋＮ）に対する変位量（ｍｍ）の強度試験結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００３９】
１…コンクリート製用水路、２…底壁、３…左右立ち上げ壁、９…表層コンクリート、１０…表層コンクリート除去面域、１１…プライマー層、１２…補強用塗工材層、１３…補強樹脂繊維入りポリマーセメントモルタル、１３ａ…下塗り、１３ｂ…上塗り、１４…補強樹脂繊維、１５…集束繊維、１６…減水剤、１７…合成樹脂製メッシュ、１８…容器。
【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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