(57)【要約】【課題】  未水和セメントの水和による強度増幅によらないコンクリート構造体のコンクリート強度増幅技術を提供するものである。【解決手段】  セメント水和物と反応して固体を形成する気体または液体を、当該気体または液体に応じた強度増幅効果のある適正濃度に調製し、コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリートの空隙中に浸入させ、前記セメント水和物と前記気体または液体との反応物を生成させ、当該反応物により当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中の空隙を充填し、組織を緻密にする。【選択図】    図１
2007015869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント水和物と反応して固体を形成する気体または液体を、当該気体または液体に応じた強度増幅効果のある適正濃度に調製し、コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリートの空隙中に浸入させ、前記セメント水和物と前記気体または液体との反応物を生成させ、当該反応物により当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中の空隙を充填し、組織を緻密にすることを特徴とするコンクリートの強度増幅方法。
【請求項２】
請求項１に記載のコンクリートの強度増幅方法において、前記気体として二酸化硫黄、三酸化硫黄、硫化水素または二酸化炭素を用いることを特徴とするコンクリートの強度増幅方法。
【請求項３】
請求項１に記載のコンクリートの強度増幅方法において、前記液体として硫酸溶液、硫酸塩の水溶液、炭酸、炭酸塩の水溶液、ケイ酸、ケイ酸塩の水溶液の何れかを用いることを特徴とするコンクリートの強度増幅方法。
【請求項４】
請求項１，２，３の何れか１項に記載のコンクリートの強度増幅方法において、前記コンクリート構造体の表面と内部とで圧力差を形成し、前記気体または液体を当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中に浸入させ、前記反応物を形成することを特徴とするコンクリートの強度増幅方法。
【請求項５】
請求項１，２，３の何れか１項に記載のコンクリートの強度増幅方法において、前記コンクリート構造体の表面に、気密状態で密閉容器の開口を密着させ、その後、前記気体または液体を当該密閉容器中に充填し、または充填後加圧することによって、当該気体または液体を当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中に浸入させ、前記反応物を形成することを特徴とするコンクリートの強度増幅方法。
【請求項６】
請求項１，２，３の何れか１項に記載のコンクリートの強度増幅方法において、前記コンクリート構造体の表面に、気密状態で密閉容器の開口を密着させ、その後、当該密閉容器内を減圧することにより前記コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中の空隙中を減圧し、その後、前記気体または液体を当該密閉容器中に充填し、または、充填後加圧することによって、当該気体または液体を当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中に浸入させ、前記反応物を形成することを特徴とするコンクリートの強度増幅方法。
【請求項７】
請求項５に記載のコンクリートの強度増幅方法において、前記コンクリート構造体の表面に複数個の密閉容器を密着させ、その全てに前記気体または液体を充填し、または充填後加圧し、当該気体または液体を前記コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中に浸入させ、前記反応物を形成することを特徴とするコンクリートの強度増幅方法。
【請求項８】
請求項６に記載のコンクリートの強度増幅方法において、前記コンクリート構造体の表面に複数個の密閉容器を密着させ、その全てを減圧することによって、当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中の空隙中を減圧し、その後、前記気体または液体を容器に充填し、または充填後加圧することによって、当該気体または液体を当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中に浸入させ、前記反応物を形成することを特徴とするコンクリートの強度増幅方法。
【請求項９】
コンクリート構造体の表面に、気密状態で複数個の密閉容器の開口を密着させ、
一部の当該密封容器では、セメント水和物と反応して固体を形成する気体または液体を、当該気体または液体に応じた強度増幅効果のある適正濃度に調製して充填し、または充填後加圧することによって、当該気体または液体を当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中に浸入させ、前記セメント水和物と前記気体または液体との反応物を生成させ、当該反応物を形成し、
残りの当該密封容器では、当該密閉容器内を減圧することにより当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中の空隙中を減圧し、その後、セメント水和物と反応して固体を形成する気体または液体を、当該気体または液体に応じた強度増幅効果のある適正濃度に調製して当該密閉容器中に充填し、または、充填後加圧することによって、当該気体または液体を当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中に浸入させ、前記セメント水和物と前記気体または液体との反応物を生成させ、当該反応物を形成する
ことを特徴とするコンクリートの強度増幅方法。
【請求項１０】
請求項１，２，３の何れか１項に記載のコンクリートの強度増幅方法において、前記コンクリート構造体に複数の空孔を形成し、当該空孔中に前記気体または液体を充填して加圧し、当該気体または液体を当該コンクリート中に浸入させ、前記反応物を形成することを特徴とするコンクリートの強度増幅方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のコンクリートの強度増幅方法において、始めに前記空孔を減圧し、前記コンクリート中の空隙の圧力を低くしておいて、当該空孔中に前記気体または液体を充填して加圧し、当該気体または液体を当該コンクリート中に浸入させ、前記反応物を形成することを特徴とするコンクリートの強度増幅方法。
【請求項１２】
コンクリート部材または構造体全体を覆う密閉空間を形成し、当該密閉空間中にセメント水和物と反応して固体を形成する気体を当該気体に応じた強度増幅効果のある適正濃度に調製して充填し、または充填後加圧することによって、前記コンクリート部材または構造体全体のコンクリート中に当該気体を浸入させ、前記反応物を形成することを特徴とするコンクリートの強度増幅方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載のコンクリートの強度増幅方法において、前記密閉空間を空気膜ドームとし、当該空気膜ドーム中の前記気体を含む空気に大気を上回る圧力を加えることにより当該空気膜ドームの形成と当該気体のコンクリート中への浸入の促進を同時に図ることを特徴とするコンクリートの強度増幅方法。                                                                                
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造体のコンクリート強度増幅方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリートを型枠中に打設し、コンクリートの硬化後、型枠を脱型した後は、コンクリートの表面を湿潤に保つ、あるいは、表面をシートで覆う等により密封してコンクリート中の水の蒸発を防ぐことにより、セメントの水和を進展させ、これによってコンクリートの強度の進展・増進を図るのが、コンクリート工事とりわけコンクリートの養生の基本である。養生の後は、やがて所定材齢で、コンクリート構造体の強度が設計値に到達し、構造体としての機能を発揮する。
【０００３】
構造体が一旦供用された後に、構造体コンクリートの強度を増幅させるという考え方は、従来のコンクリート技術にはない槻念であるが、作用する荷重の増大により、コンクリートの強度を高くしたい、あるいは強い環境作用によってコンクリート強度が低下した、あるいは厳しい乾燥条件でコンクリートの強度が低下した等の場合には、コンクリート構造体の強度を増幅することができれば、これらのニーズに対応できることになる。また、表層部の組織を緻密にして表層部の強度を増大させれば、外部からの有害物質の浸入を抑制でき、コンクリートの耐久性が向上する。
【０００４】
このような目的の技術は、従来のコンクリート技術にない概念であるが、未水和セメントがコンクリート中に残存する場合には、コンクリート中に水あるいは水蒸気を浸入させることにより、未水和セメントと水とを反応させ、コンクリートの強度を若干増幅させることができた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
構造体コンクリートの強度を増幅することは、上記のようにコンクリート中に未水和セメントが存在する場合にはある程度実施することができる。しかし、未水和セメントが存在しない場合には増幅しようがない。また、未水和セメントが存在しても、未水和セメントの水和による強度増幅が所要値に満たなければ、必要な強度増幅を行うことができない。
【０００６】
本発明は、このような現状を考慮し、未水和セメントの水和による強度増幅によらないコンクリート構造体のコンクリート強度増幅技術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】
【０００７】
本発明者らは、上記の問題に鑑みて、構造体コンクリートのコンクリート強度を増幅する方法を種々検討した結果、セメント水和物と反応して固体を形成する気体ないし液体を、当該気体ないし液体に応じた強度増幅効果のある適正濃度に調製してコンクリート中に浸入させれば、その気体ないし液体がセメント水和物と反応して反応物を形成し、その結果、コンクリートの強度が増幅されることを見い出した。
【０００８】
ここで、セメント水和物は、ポルトランドセメントと水との反応物である。ポルトランドセメントの主成分は、３ＣａＯ・ＳｉＯ2、２ＣａＯ・ＳｉＯ2、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3、４ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・Ｆｅ2Ｏ3の４つである。従って、これらと水との反応物およびＣａ（ＯＨ）2がここでいうセメント水和物である。
なお、当該気体または液体に応じた適正濃度に調整とは、下記の方法で実験を行い、強度増幅効果のある濃度を見付けることにより決定される。
【０００９】
水セメント比５０〜７０％のモルタル試験体を、当該気体または液体中に１〜６ヶ月静置し、その後表面から１〜１０ｍｍの範囲の微小硬度（ビッカース硬度）を測定し、強度増幅効果のある適正な濃度を決定する。
例えば、二酸化硫黄は、酸性ガスであり、コンクリートは、長期的には酸化物質に浸食されて劣化を生じることが常識として知られていたが、二酸化硫黄を５〜５００ｐｐｍ程度にしてコンクリート中に浸入させると、コンクリートの劣化とは逆に、コンクリートの強度が増大するのである。これは、セメント水和物と二酸化硫黄のガスとが反応し、３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3を生成する。その一つがエトリンガイトと考えられる。
【００１０】
また、空気中の二酸化炭素ガス濃度を０．５〜１０％程度にして、コンクリート中に徐々に浸入させても、コンクリートの強度が増大する。これは、セメント水和物の水酸化カルシウムと二酸化炭素とが反応し、炭酸カルシウムが形成されることによると考えられる。
また、硫酸ナトリウムは、コンクリート中に浸入して膨張作用を起こし、コンクリートの組織破壊を起こす要注意の物質として知られているが、希薄溶液にしてコンクリート中に浸入させると、コンクリートの強度を増大させる作用があることもわかった。その結果、従来コンクリートにとって劣化作用を有する有害物質を、適正な濃度にしてコンクリート中に浸入させると、劣化作用とは逆にコンクリートの組織を緻密にし、コンクリート構造体の強度を増幅させるとする本発明に至ったのである。
【００１１】
そこで、本発明に係るコンクリートの強度増幅方法は、セメント水和物と反応して固体を形成する気体または液体（以下、固体形成用気体または液体と称する）を、固体形成用気体または固体形成用液体に応じた適正濃度に調製し、コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリートの空隙中に浸入させ、セメント水和物と固体形成用気体または固体形成用液体との反応物を生成させ、当該反応物により当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中の空隙を充填し、組織を緻密にすることを特徴とする。
【００１２】
本発明において、固体形成用気体としては、例えば、二酸化硫黄、三酸化硫黄、硫化水素または二酸化炭素を用いる。
また、固体形成用液体としては、例えば、硫酸溶液、硫酸塩の水溶液、炭酸、炭酸塩の水溶液、ケイ酸、ケイ酸塩の水溶液の何れかを用いる。
また、本発明に係るコンクリートの強度増幅方法では、コンクリート構造体の表面と内部とで圧力差を形成し、固体形成用気体または固体形成用液体を当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中に浸入させ、反応物を形成することができる。
【００１３】
また、本発明に係るコンクリートの強度増幅方法では、コンクリート構造体の表面に、気密状態で密閉容器の開口を密着させ、その後、固体形成用気体または固体形成用液体を当該密閉容器中に充填し、または充填後加圧することによって、固体形成用気体または固体形成用液体を当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中に浸入させ、反応物を形成することができる。
【００１４】
また、本発明に係るコンクリートの強度増幅方法では、コンクリート構造体の表面に、気密状態で密閉容器の開口を密着させ、その後、当該密閉容器内を減圧することによりコンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中の空隙中を減圧し、その後、固体形成用気体または固体形成用液体を当該密閉容器中に充填し、または、充填後加圧することによって、固体形成用気体または固体形成用液体を当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中に浸入させ、反応物を形成することができる。
【００１５】
また、本発明に係るコンクリートの強度増幅方法では、コンクリート構造体の表面に複数個の密閉容器を密着させ、その全てに固体形成用気体または固体形成用液体を充填し、または充填後加圧し、固体形成用気体または固体形成用液体をコンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中に浸入させ、反応物を形成することができる。
また、本発明に係るコンクリートの強度増幅方法では、コンクリート構造体の表面に複数個の密閉容器を密着させ、その全てを減圧することによって、当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中の空隙中を減圧し、その後、固体形成用気体または固体形成用液体を容器に充填し、または充填後加圧することによって、固体形成用気体または固体形成用液体を当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中に浸入させ、反応物を形成することができる。
【００１６】
また、本発明に係るコンクリートの強度増幅方法では、コンクリート構造体の表面に、気密状態で複数個の密閉容器の開口を密着させ、一部の当該密封容器では、固体形成用気体または固体形成用液体を、固体形成用気体または固体形成用液体に応じた適正濃度に調製して充填し、または充填後加圧することによって、固体形成用気体または固体形成用液体を当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中に浸入させ、セメント水和物と固体形成用気体または固体形成用液体との反応物を生成させ、当該反応物を形成し、残りの当該密封容器では、当該密閉容器内を減圧することにより当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中の空隙中を減圧し、その後、固体形成用気体または固体形成用液体を、固体形成用気体または固体形成用液体に応じた適正濃度に調製して当該密閉容器中に充填し、または、充填後加圧することによって、固体形成用気体または固体形成用液体を当該コンクリート構造体の全部または表層部のコンクリート中に浸入させ、セメント水和物と固体形成用気体または固体形成用液体との反応物を生成させ、当該反応物を形成することができる。
【００１７】
また、本発明に係るコンクリートの強度増幅方法では、コンクリート構造体に複数の空孔を形成し、当該空孔中に前記気体または液体を充填して加圧し、固体形成用気体または固体形成用液体を当該コンクリート中に浸入させ、反応物を形成することができる。
また、本発明に係るコンクリートの強度増幅方法では、始めに前記空孔を減圧し、コンクリート中の空隙の圧力を低くしておいて、当該空孔中に固体形成用気体または固体形成用液体を充填して加圧し、固体形成用気体または固体形成用液体を当該コンクリート中に浸入させ、反応物を形成することができる。
【００１８】
また、本発明に係るコンクリートの強度増幅方法では、コンクリート部材または構造体全体を覆う密閉空間を形成し、当該密閉空間中に固体形成用気体を固体形成用気体に応じた適正濃度に調製して充填し、または充填後加圧することによって、コンクリート部材または構造体全体のコンクリート中に固体形成用を浸入させ、反応物を形成することができる。
【００１９】
また、本発明に係るコンクリートの強度増幅方法では、密閉空間を空気膜ドームとし、当該空気膜ドーム中の固体形成用気体を含む空気に大気を上回る圧力を加えることにより当該空気膜ドームの形成と固体形成用気体のコンクリート中への浸入の促進を同時に図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、未水和セメントの水和による強度増幅によらないでコンクリート全体の強度を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態に係るコンクリート構造体のコンクリート強度増幅方法を示す説明図である。
先ず、コンクリート構造体１に締付ボルト２を固定する。
【００２２】
次に、コンクリート構造体１の表面１ａに、締付ボルト２を介して円筒形状の密封容器３の開口部３ａをパッキン４を介して気密な状態で密着する。
次に、密封容器３に設けた注入口３ｂを介して固体形成用気体または固体形成用液体を密封容器３とコンクリート構造体１の表面１ａとの間に形成された空間５内に充填する。
次に、密封容器３に設けた注入口３ｂを介して空間５内を加圧し、加圧力によりコンクリート構造体１のコンクリート内部への浸入を図る。
【００２３】
以上により、固体形成用気体または固体形成用液体がセメント水和物と反応して反応物を形成し、その結果、コンクリートの強度を増幅することができた。
（第二実施形態）
図１は、本発明の第二実施形態に係るコンクリート構造体のコンクリート強度増幅方法を示す説明図である。
【００２４】
先ず、コンクリート構造体１に締付ボルト２を固定する。
次に、コンクリート構造体１の表面１ａに、締付ボルト２を介して円筒形状の密封容器３の開口部３ａをパッキン４を介して気密な状態で密着する。
次に、密封容器３に設けた注入口３ｂを介して減庄し、コンクリート構造体１のコンクリートの空隙中の圧力を低下させる。
【００２５】
次に、密封容器３に設けた注入口３ｂを介して固体形成用気体または固体形成用液体を密封容器３とコンクリート構造体１の表面との間に形成された空間５内に充填する。
次に、密封容器３に設けた注入口３ｂを介して空間５内を加圧し、加圧力によりコンクリート構造体１のコンクリート内部への浸入を図る。
以上により、固体形成用気体または固体形成用液体がセメント水和物と反応して反応物を形成し、その結果、コンクリートの強度を増幅することができた。
【００２６】
特に、本実施形態では、密封容器３を密着させた後に、一旦減圧してコンクリートの空隙中の圧力を下げ、その後に固体形成用気体または固体形成用液体を充填し、加圧するので、コンクリート中への浸入の効率を高めることができる。
（第三実施形態）
図２は、本発明の第二実施形態に係るコンクリート構造体のコンクリート強度増幅方法を示す説明図である。
【００２７】
本実施形態では、コンクリートの広い面積をカバーするために、コンクリート構造体１の両側に複数の密封容器３を対向配置した。密封容器３の取付は、締付ボルト２を共用化した以外は図１と同様である。
本実施形態においては、各密封容器３において、第一実施形態または第二実施形態に係るコンクリート構造体のコンクリート強度増幅方法と同様の手順でコンクリート構造体のコンクリート強度増幅方法を実施することができる。
【００２８】
また、一方側の密封容器３を加圧、他方側の密封容器３を減圧するという手順を行うことにより、コンクリート中への気体または液体の浸入効率を上げることができる。
（第四実施形態）
図３は、本発明の第四実施形態に係るコンクリート構造体のコンクリート強度増幅方法を示す説明図である。
【００２９】
コンクリート部材の厚さが大きい場合には、コンクリートの表面から気体または液体を浸入させる方法は効率的でない。そこで、本実施形態では、部材の力学性能上許容できる範囲で、図３に示すように、コンクリート構造体１に削孔して空孔１ｂを形成し、その空孔１ｂの開口側に密封容器３Ａの開口部３ａをパッキン４Ａを介して締付ボルト２Ａによってコンクリート構造体１の表面１ａに気密な状態で密着する。そして、密封容器３Ａの注入口３ｂからこの空孔１ｂ中に固体形成用気体または固体形成用液体を充填しておいて加圧し、固体形成用気体または固体形成用液体をコンクリート中に浸入させることができる。
【００３０】
この場合も、固体形成用気体または固体形成用液体を充填する前に空孔１ｂを減圧し、コンクリート中の空隙の圧力を下げておけば、固体形成用気体または固体形成用液体を充填した後のコンクリート中への浸入が容易となる。
また、減圧する場合には、コンクリート表面をコーティングする等、外気に対してコンクリート部材を気密にしておくことにより、減圧の効果が増大する。
【００３１】
（第五実施形態）
図４は、本発明の第五実施形態に係るコンクリート構造体のコンクリート強度増幅方法を示す説明図である。
本実施形態では、空孔１ｂがコンクリート構造体１を貫通した点で、第四実施形態とは相違する。
【００３２】
本実施形態においても、第四実施形態と同様に操作することができる。
（第六実施形態）
コンクリート部材またはコンクリート構造物全体を密閉した容器で覆って空間を形成し、その中に固体形成用気体を含む空気を充填する。コンクリート部材またはコンクリート構造物全体に固体形成用気体を浸入させる。
【００３３】
さらに、密閉空間中の固体形成用気体を含む空気に圧力を加えれば、固体形成用気体のコンクリート中への浸入の効率を上げることができる。
（第七実施形態）
コンクリート構造物を空気膜構造のドームで覆い、ドーム中の空気に固体形成用気体を含有すれば、ドームの形成と固体形成用気体のコンクリート中への浸入に必要な圧力の確保とを同時に実行することとなり、効率的にコンクリート構造体の強度を増幅することができる。
【実施例】
【００３４】
以下に、実施例をあげて本発明を具体的に説明するが、本発明はこの実施例に制限されるものではない。
表１に示すコンクリートの材料および表２に示すコンクリートの調合によるコンクリート試験体（１０×１０×４０ｃｍ角柱）を二酸化硫黄のガス濃度３０ｐｐｍの気中に６ケ月間放置し、放置前後の強度をコンクリート中のモルタル部の微小硬度により測定した。測定した微小硬度（ビッカース硬度）の測定結果を表３に示す。
【００３５】
表３において、微小硬度（Ａｖ）と圧縮強度（Ｆｃ：ｋｇｆ／ｃｍ2）との関係の推定式により、圧縮強度を求めた。
Ｆｃ＝９．１Ｈｖ＋８５より推定
この結果から、いずれの条件でも３０％前後の強度の増幅効果が認められる。
上記推定は、［米澤、尾崎、三井、北川、押田、竹内：反発度法によるコンクリート構造物の強度堆定精度向上技術の研究（その４、微小硬度による分析と修正反発度法の提案）、日本建築学会大会学術講演梗槻集、２００３年９月、PP807〜808］に基づく。
【００３６】
【表１】
2007015869.tif 000003
【００３７】
【表２】
2007015869.tif 000004
【００３８】
【表３】
2007015869.tif 000005
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（ａ）本発明の第一実施形態および第二実施形態に係るコンクリート構造体のコンクリート強度増幅方法を示す断面図、（ｂ）その正面図である。
【図２】本発明の第三実施形態に係るコンクリート構造体のコンクリート強度増幅方法を示す断面図である。
【図３】本発明の第四実施形態に係るコンクリート構造体のコンクリート強度増幅方法を示す断面図である。
【図４】本発明の第五実施形態に係るコンクリート構造体のコンクリート強度増幅方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  コンクリート構造体
１ａ  表面
１ｂ  空孔
２，２Ａ  締付ボルト
３，３Ａ  密封容器
３ａ  開口部
３ｂ  注入口
４，４Ａ  パッキング
５  空間                                                                              
【図１】
2007015869.tif 000006
【図２】
2007015869.tif 000007
【図３】
2007015869.tif 000008
【図４】
2007015869.tif 000009