(57)【要約】【課題】塩害や骨材反応でヒビや亀裂が発生した部分のコンクリートを高圧水等の吹き付けにより除去し、この除去した部分にモルタルを充填して修復しても、この修復部分が再び塩害や骨材反応によりヒビや亀裂が発生することのなく、またコンクリート構造体の骨材を抑制できるモルタル吹付工法、コンクリート構造体の損傷部修復方法、修復したコンクリート構造体を提供する。【解決手段】乾燥モルタル供給装置３２からポリマーセメントと骨材を混合してなる混合体（乾燥モルタル）３５をホース３４を介して圧縮空気３３でモルタル吹付ノズル３１に圧送し、該モルタル吹付ノズル３１で乾燥モルタルに水と亜硝酸リチウム溶液の混合液を混入してモルタル３７とし、該モルタル３７をコンクリート構造体の所定個所に吹き付ける。【選択図】図７
2007177567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液とを混合してなるモルタルをモルタル吹付ノズルを介してコンクリート構造体の所定個所に吹き付けることを特徴とするモルタル吹付工法。
【請求項２】
請求項１に記載のモルタル吹付工法において、
前記モルタル吹付ノズルからのモルタルの吹付けは、前記ポリマーセメント及び骨材の混合体をホースを介して圧縮空気により前記モルタル吹付ノズルに圧送し、該モルタル吹付ノズルの直前又は該モルタル吹付ノズル中で前記混合体に前記水と亜硝酸リチウム溶液を混入してモルタルとし、該モルタル吹付ノズルから吹付けることを特徴とするモルタル吹付工法。
【請求項３】
請求項１に記載のモルタル吹付工法において、
前記モルタル吹付ノズルからのモルタルの吹付けは、前記ポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルをホースを介して前記モルタル吹付ノズルに移送し、該モルタル吹付ノズルに圧縮空気を供給して吹付けることを特徴とするモルタル吹付工法。
【請求項４】
補強用の鉄材が埋設されたコンクリート構造体の該鉄材腐食によりヒビや亀裂が発生したコンクリートの損傷部を鉄材を除いて除去し、該コンクリート除去部にモルタルを充填して、該損傷部を修復するコンクリート構造体の損傷部修復方法であって、
前記鉄材を除いたコンクリート除去部にポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルをモルタル吹付ノズルを介して吹き付けて充填することを特徴とするコンクリート構造体の損傷部修復方法。
【請求項５】
請求項４に記載のコンクリート構造体の損傷部修復方法において、
前記モルタル吹付ノズルからのモルタル吹付けは、前記ポリマーセメント及び骨材の混合体をホースを介して圧縮空気により前記モルタル吹付ノズルに圧送し、該モルタル吹付ノズルの直前又は該モルタル吹付ノズル中で前記混合体に前記水と亜硝酸リチウム溶液を混入してモルタルとし、該モルタル吹付ノズルから吹付けることを特徴とするコンクリート構造体の損傷部修復方法。
【請求項６】
請求項４に記載のコンクリート構造体の損傷部修復方法において、
前記モルタル吹付ノズルからのモルタル吹付けは、前記ポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルを前記モルタル吹付ノズルに移送し、該モルタル吹付ノズルに圧縮空気を供給して吹付けることを特徴とするコンクリート構造体の損傷部修復方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のコンクリート構造体の損傷部修復方法において、
前記鉄筋を除いてコンクリートの損傷部を除去した後、該鉄筋に防錆材を塗布した防錆処理層を設けたことを特徴とするコンクリート構造体の損傷部修復方法。
【請求項８】
請求項５又は６に記載のコンクリート構造体の損傷部修復方法において、
前記鉄筋を除いてコンクリートの損傷部を除去した後、該コンクリート除去部の表面に前記モルタルの付着を良好にする付着材を塗布した付着材層を設けたことを特徴とするコンクリート構造体の損傷部修復方法。
【請求項９】
コンクリート構造体の骨材反応によりヒビや亀裂が発生したコンクリートの損傷部を除去し、該コンクリート除去部にモルタルを充填して、該損傷部を修復するコンクリート構造体の損傷部修復方法であって、
前記コンクリート除去部にポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルをモルタル吹付ノズルを介して吹き付けて充填することを特徴とするコンクリート構造体の損傷部修復方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のコンクリート構造体の損傷部修復方法において、
前記モルタル吹付ノズルからのモルタル吹付けは、前記ポリマーセメント及び骨材の混合体をホースを介して圧縮空気により前記モルタル吹付ノズルに圧送し、該モルタル吹付ノズルの直前又は該モルタル吹付ノズル中で前記混合体に前記水と亜硝酸リチウム溶液を混入してモルタルとし、該モルタル吹付ノズルから吹付けることを特徴とするコンクリート構造体の損傷部修復方法。
【請求項１１】
請求項９に記載のコンクリート構造体の損傷部修復方法において、
前記モルタル吹付ノズルからのモルタル吹付けは、前記ポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルを前記モルタル吹付ノズルに移送し、該モルタル吹付ノズルに圧縮空気を供給して吹付けることを特徴とするコンクリート構造体の損傷部修復方法。
【請求項１２】
コンクリート構造体の補強用の鉄材腐食及び／又は骨材反応によりヒビや亀裂が発生したコンクリートの損傷部を除去し、該コンクリート除去部にポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルを充填して補修したことを特徴とするコンクリート構造体。
【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塩害等による鉄材の腐食、或いは骨材反応による骨材表面の膨張によりヒビや亀裂の発生個所の修復、或いは骨材反応の抑制に好適なモルタル吹付工法、コンクリート構造体の損傷部修復方法、及び修復したコンクリート構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
道路の橋脚や橋梁等のコンクリート構造体には、その強度を増すため多数の鉄筋や鉄骨等の鉄材が埋設されている。このようなコンクリート構造体に塩化物を含有する腐食液が浸透した場合、鉄材に錆が発生し、鉄材表面が膨張し、該鉄材近傍のコンクリートに多くのヒビや亀裂が発生し、コンクリートの強度が劣化（低下）するという問題がある。特に降雪地帯の道路では消雪剤（融雪剤）として塩化カルシウム等の塩化物が多く使用され、融雪水には塩化物が多く含まれ、該融雪水が橋脚等のコンクリート構造体に浸透し、塩化物イオンＣｌ-がコンクリート構造体に埋設された鉄材の不動態皮膜に作用し、該不動態皮膜を破壊し鉄材に錆が発生するという問題が多く発生している。
【０００３】
また、コンクリート中にアルカリ成分と水分が適当な条件で存在するとコンクリート中のシリカ骨材のシリカ成分がアルカリと水に反応（骨材反応）し、該骨材表面に反応生成物が堆積成長して膨張し、コンクリートの表面にヒビや亀裂が発生し、コンクリートの強度が劣化（低下）するという問題もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来このような、塩害や骨材反応でコンクリートにヒビや亀裂が発生し、その強度が低下した場合、該ヒビや亀裂が発生した部分のコンクリートを高圧水等の吹き付けにより除去し（ハツリ）、この除去した部分にモルタルを充填して修復していた。しかしながら、修復した後にも再び塩害、骨材反応によりヒビや亀裂が発生した場合、このような修復を再び行わなければならず、場合によっては所定の周期でこのような修復を行わなければならないという問題もある。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、塩害や骨材反応でヒビや亀裂が発生した場合、このヒビや亀裂の発生部分のコンクリートを高圧水等の吹き付けにより除去し、この除去した部分にモルタルを充填して修復しても、この修復部分が再び塩害や骨材反応によりヒビや亀裂が発生することのなく、またコンクリート構造体の骨材反応を抑制できるモルタル吹付工法、コンクリート構造体の損傷部修復方法及び修復したコンクリート構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、ポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液とを混合してなるモルタルをモルタル吹付ノズルを介してコンクリート構造体の所定個所に吹き付けることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモルタル吹付工法において、前記モルタル吹付ノズルからのモルタルの吹付けは、前記ポリマーセメント及び骨材の混合体をホースを介して圧縮空気により前記モルタル吹付ノズルに圧送し、該モルタル吹付ノズルの直前又は該モルタル吹付ノズル中で前記混合体に前記水と亜硝酸リチウム溶液を混入してモルタルとし、該モルタル吹付ノズルから吹付けることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のモルタル吹付工法において、前記モルタル吹付ノズルからのモルタルの吹付けは、前記ポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルをホースを介して前記モルタル吹付ノズルに移送し、該モルタル吹付ノズルに圧縮空気を供給して吹付けることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、補強用の鉄材が埋設されたコンクリート構造体の該鉄材腐食によりヒビや亀裂が発生したコンクリートの損傷部を鉄材を除いて除去し、該コンクリート除去部にモルタルを充填して、該損傷部を修復するコンクリート構造体の損傷部修復方法であって、前記鉄材を除いたコンクリート除去部にポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルをモルタル吹付ノズルを介して吹き付けて充填することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のコンクリート構造体の損傷部修復方法において、前記モルタル吹付ノズルからのモルタル吹付けは、前記ポリマーセメント及び骨材の混合体をホースを介して圧縮空気により前記モルタル吹付ノズルに圧送し、該モルタル吹付ノズルの直前又は該モルタル吹付ノズル中で前記混合体に前記水と亜硝酸リチウム溶液を混入してモルタルとし、該モルタル吹付ノズルから吹付けることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のコンクリート構造体の損傷部修復方法において、前記モルタル吹付ノズルからのモルタル吹付けは、前記ポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルを前記モルタル吹付ノズルに移送し、該モルタル吹付ノズルに圧縮空気を供給して吹付けることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載のコンクリート構造体の損傷部修復方法において、前記鉄筋を除いてコンクリートの損傷部を除去した後、該鉄筋に防錆材を塗布した防錆処理層を設けたことを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項５又は６に記載のコンクリート構造体の損傷部修復方法において、前記鉄筋を除いてコンクリートの損傷部を除去した後、該コンクリート除去部の表面に前記モルタルの付着を良好にする付着材を塗布した付着材層を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、コンクリート構造体の骨材反応によりヒビや亀裂が発生したコンクリートの損傷部を除去し、該コンクリート除去部にモルタルを充填して、該損傷部を修復するコンクリート構造体の損傷部修復方法であって、前記コンクリート除去部にポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルをモルタル吹付ノズルを介して吹き付けて充填することを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のコンクリート構造体の損傷部修復方法において、前記モルタル吹付ノズルからのモルタル吹付けは、前記ポリマーセメント及び骨材の混合体をホースを介して圧縮空気により前記モルタル吹付ノズルに圧送し、該モルタル吹付ノズルの直前又は該モルタル吹付ノズル中で前記混合体に前記水と亜硝酸リチウム溶液を混入してモルタルとし、該モルタル吹付ノズルから吹付けることを特徴とする。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、請求項９に記載のコンクリート構造体の損傷部修復方法において、前記モルタル吹付ノズルからのモルタル吹付けは、前記ポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルを前記モルタル吹付ノズルに移送し、該モルタル吹付ノズルに圧縮空気を供給して吹付けることを特徴とする。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、コンクリート構造体の補強用の鉄材腐食及び／又は骨材反応によりヒビや亀裂が発生したコンクリートの損傷部を除去し、該コンクリート除去部にポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルを充填して補修したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、亜硝酸リチウム溶液の混入したモルタルをモルタル吹付ノズルを介してコンクリート構造体の所定個所に吹き付けるので、コンクリート構造体にモルタルが強い結合力で結合（付着）すると共に、この場所に塩化物を含む水等が浸透しても亜硝酸リチウム（ＬｉＮＯ2）の亜硝酸イオン（ＮＯ2-）により該塩化物の塩素イオン（Ｃｌ-）が中和され、更に後に詳述するようにコンクリート中に埋設されている鉄材表面の塩素イオン（Ｃｌ-）で破壊された不動態皮膜が亜硝酸リチウム（ＬｉＮＯ2）により再生され錆発生を防止する。また、モルタル中の亜硝酸リチウム（ＬｉＮＯ2）のリチウムイオン（Ｌｉ）がシリカ骨材のシリカ成分と反応しその表面に不溶性の反応層（Ｌｉ2Ｏ×Ｓｉｏ2）を形成されるため、骨材反応が抑制される。従って、塩害や骨材反応によりコンクリートにヒビや亀裂を発生させ、その強度が低下するということを防止できる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、ポリマーセメント及び骨材の混合体をホースを介して圧縮空気によりモルタル吹付ノズルに圧送し、該モルタル吹付ノズルの直前又は該モルタル吹付ノズル中で混合体に水と亜硝酸リチウム溶液を混入してモルタルとし、該モルタル吹付ノズルから吹付ける所謂乾式モルタル吹付けとすることにより、後述するようにポリマーセメント及び骨材の混合体（乾燥モルタル）を長い距離圧送できモルタル吹付工法範囲を広く設定できると共に、高速でモルタルを吹付けることができるので、密度が高くコンクリートの結合力が大きいモルタル層を形成できる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、ポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルをホースを介してモルタル吹付ノズルに移送し、該モルタル吹付ノズルに圧縮空気を供給して吹付ける所謂湿式モルタル吹付けとすることにより、後述するように上記乾式に比べてモルタルの圧送距離が短く、吹付速度が低いことから、モルタル吹付工法範囲が狭く、モルタルとコンクリートの結合力は弱くなるが、水とポリマーセメントの比を一定にすることが容易で、モルタルの吹付けに際しモルタルのリバウンド量が少なく、モルタルの無駄が少なくなる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、ヒビや亀裂が発生したコンクリートの損傷部を除去した部分にポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルをモルタル吹付ノズルを介して吹き付けて充填するので、コンクリート構造体にモルタルが強い結合力で結合（付着）すると共に、この場所に塩化物を含む水等が浸透しても塩素イオン（Ｃｌ-）は亜硝酸リチウム（ＬｉＮＯ2）の亜硝酸イオン（ＮＯ2-）で中和され、更にコンクリート中に埋設されている鉄材表面の塩素イオン（Ｃｌ-）で破壊された不動態皮膜がモルタル中の亜硝酸リチウム（ＬｉＮＯ2）により再生され錆発生を防止する。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、ポリマーセメント及び骨材の混合体をホースを介して圧縮空気によりモルタル吹付ノズルに圧送し、該モルタル吹付ノズルの直前又は該モルタル吹付ノズル中で混合体に水と亜硝酸リチウム溶液を混入してモルタルとし、該モルタル吹付ノズルから吹付ける所謂乾式モルタル吹付けとすることにより、後述するようにポリマーセメント及び骨材の混合体（乾燥モルタル）を長い距離圧送でき広範囲に存在するコンクリート構造体のコンクリート損傷個所の補修が可能であると共に、高速でモルタルを吹付けるので、密度が高くコンクリートの結合力が大きいモルタル層を形成できる。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、ポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルを前記モルタル吹付ノズルに移送し、該モルタル吹付ノズルに圧縮空気を供給して吹付ける所謂湿式モルタル吹付けとすることにより、後述するように上記乾式に比べてモルタルの圧送距離が短く、吹付速度が低いとから、コンクリート構造体の修復範囲が狭く、モルタルとコンクリートの結合力は弱くなるが、水とポリマーセメントの比を一定にすることが容易で、モルタルの吹付けに際しモルタルのリバウンド量が少なく、モルタルの無駄が少なくなる。
【００２４】
請求項７に記載の発明によれば、鉄筋に防錆処理層を設けたので、鉄材の防錆が更に向上し塩害を防止できる。
【００２５】
請求項８に記載の発明によれば、コンクリート除去部の表面に付着材層を設けたので、コンクリートとの結合力が更に大きいモルタル層を形成できる。
【００２６】
請求項９に記載の発明によれば、コンクリート構造体の骨材反応によりヒビや亀裂が発生したコンクリートの損傷部を除去し、該コンクリート除去部にポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルをモルタル吹付ノズル介して吹き付けて充填するので、モルタル中の亜硝酸リチウム（ＬｉＮＯ2）のリチウムイオン（Ｌｉ）がシリカ骨材のシリカ成分と反応しその表面に不溶性の反応層（Ｌｉ2Ｏ×Ｓｉｏ2）を形成されるため、骨材反応が抑制される。
【００２７】
請求項１０に記載の発明によれば、ポリマーセメント及び骨材の混合体をホースを介して圧縮空気によりモルタル吹付ノズルに圧送し、該モルタル吹付ノズルの直前又は該モルタル吹付ノズル中で混合体に水と亜硝酸リチウム溶液を混入してモルタルとし、該モルタル吹付ノズルから吹付ける所謂乾式モルタル吹付けとすることにより、ポリマーセメント及び骨材の混合体（乾燥モルタル）を長い距離圧送でき広範囲に存在するコンクリート構造体の骨材反応によるコンクリート損傷個所の補修が可能であると共に、高速でモルタルを吹付けるので、密度が高くコンクリートの結合力が大きいモルタル層を形成できる。
【００２８】
請求項１１に記載の発明によれば、ポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルをモルタル吹付ノズルに移送し、該モルタル吹付ノズルに圧縮空気を供給して吹付ける所謂湿式モルタル吹付けとすることにより、乾式に比べてモルタルの圧送距離が短く、吹付速度が低いことから、骨材反応によるコンクリート構造体の修復範囲が狭く、モルタルとコンクリートの結合力は弱くなるが、水とポリマーセメントの比を一定にすることが容易で、モルタルの吹付けに際しモルタルのリバウンド量が少なく、モルタルの無駄が少なくなる。
【００２９】
請求項１２に記載の発明によれば、コンクリート除去部にポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルを充填して補修したので、この補修部に塩害や骨材反応によりヒビや亀裂が発生することのないコンクリート構造体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。本実施形態例では降雪地帯の道路の橋脚等に塩化カルシウム等の消雪剤（融雪剤）で融雪した消雪剤の塩化物を含む融雪水が浸透し、該橋脚に埋設された鉄筋等の鉄材に錆が発生し、周囲のコンクリートにヒビや亀裂を発生した場合の修復を例に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、コンクリート構造体に塩化物を含有する水が浸透し、埋設された鉄材に錆が発生し、コンクリートにヒビや亀裂が発生する塩害、骨材反応によりコンクリートにヒビや亀裂が発生する骨材反応害の補修、骨材反応の抑制に広く利用できる。
【００３１】
図１は降雪地帯に敷設された橋脚の頂部の構成例を示す図で、橋脚１０の頂部には橋梁１１の端部が搭載され、支持されている。橋梁１１の上面（道路面）に降雪があると、塩化マグネシウムや塩化カルシウム等の消雪剤を降りかけ雪を溶かす。この融雪水１２の多くは橋梁１１の端部と端部の間隙を通って流れ、橋脚１０の表面を通って流下するが、この融雪水１２の一部は橋脚１０のコンクリート中に浸透する。該融雪水１２中には消雪剤の塩化物が混入しており、該塩化物の塩素イオン（Ｃｌ-）により鉄材１３の表面の不動態皮膜が破壊され、鉄材１３に錆が発生する。このように鉄材１３に錆が発生し、該錆で鉄材１３の表面が膨張すると、周囲のコンクリート材を圧迫し、コンクリートにヒビや亀裂が発生する。該ヒビや亀裂が発生すると、該ヒビや亀裂を通って融雪水が浸透し、鉄材１３の錆が更に進行し、コンクリートに更に多くのヒビや亀裂が発生し、コンクリートの強度が低下する。
【００３２】
図２（ａ）は橋脚１０の鉄材１３近傍の一部を示す図である。図示するように、鉄材１３の錆が進行すると、該鉄材１３の周辺のコンクリート１４中に多くのヒビや亀裂１５が発生する。このヒビや亀裂１５が発生した部分のコンクリート強度は劣化するから、この部分を除去して、その除去部に本発明に係るモルタル吹付工法を用いてモルタルを充填して補強修復する必要がある。以下の修復方法について説明する。先ず、図２（ｂ）に示すようにヒビや亀裂１５が発生したコンクリート損傷部分１６を電動及びエアピック、ウォータージェット等によりコンクリート損傷部１６を粉砕除去（ハツル）し、図２（ｃ）に示すように鉄材１３の周辺部にコンクリート除去部１７を形成する。
【００３３】
次に、鉄材１３表面の錆をサンドブラスト等で除去する。続いてコンクリート除去部１７表面（母材コンクリート表面）の汚れや有害物をサンドブラスト及びウォータジェットにより除去し、コンクリート１４の健全な下地を露出させる。この状態で、図３（ａ）に示すように、錆を落とした鉄材１３の表面に防錆材を塗布して防錆処理層１８を形成する。ここで防錆材としては、例えばケイ酸カルシウム、二酸化ケイ素、安息香酸ナトリウムを所定の割合で混合したものを用いる。鉄材１３の表面に防錆処理層１８を形成した状態で図３（ｂ）に示すように、コンクリート除去部１７に後に詳述するように、ポリマーセメントと骨材（砂）と水と亜硝酸リチウム（ＬｉＮＯ2）の溶液とを混練してなるモルタルをノズル介して吹き付けてモルタル充填層１９を形成する。続いて図３（ｃ）に示すように、モルタル充填層１９の上に仕上げモルタル層２０を形成し、更に仕上げモルタル層２０の上に表面処理層（例えばアクリル塗料の塗布層）２１を形成する。
【００３４】
また、図２（ｃ）に示すように鉄材１３の周辺部にコンクリート除去部１７を形成し、鉄材１３表面の錆を落し、鉄材１３の表面に防錆材を塗布して防錆処理層１８を形成し、
コンクリート除去部１７の表面の汚れや有害物質を除去してコンクリート１４の健全な下地を露出させる。次に図４（ａ）に示すように、コンクリート除去部１７の表面にモルタルの付着を良くするため付着材を塗布して付着材層２２を形成する。次に図４（ｂ）に示すようにコンクリート除去部１７にポリマーセメントと骨材（砂）と水と亜硝酸リチウム（ＬｉＮＯ2）の溶液とを混練してなるモルタルをノズルを介して吹き付けてモルタル充填層１９を形成する。続いて図４（ｃ）に示すように、モルタル充填層１９の上に仕上げモルタル層２０を形成し、更にモルタル層２０の上に表面処理層（例えばアクリル塗料の塗布層）２１を形成する。なお、付着材層２２を形成する付着材としてはケイ酸カルシウム、ギ酸カルシウム、アクリル酸ブチルースチレン及びケイ砂を所定の割合で混合したものを用いる。
【００３５】
上記のようにヒビや亀裂が発生したコンクリート損傷部分１６を除去しコンクリート除去部分１７にポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合してなるモルタルをモルタル吹付ノズルを介して吹き付けてモルタル充填層１９を形成するので、コンクリート除去部１７の表面（母材コンクリート表面）にモルタル充填層１９が強い結合力で結合（付着）する。そしてこのモルタル充填層１９に塩化物を含んだ融雪水が浸透した場合、該塩化物の塩素イオン（Ｃｌ-）が鉄材１３の表面の不動態皮膜を破壊するが、モルタル充填層１９中に存在する亜硝酸リチウム（ＬｉＮＯ2）の亜硝酸イオン（ＮＯ2-）の作用により破壊された不動態皮膜が再形成されるから、鉄材１３表面の錆発生を防止する。図５はこの不動態皮膜の破壊と再生のメカニズムを示す図である。図５（ａ）に示すように、鉄材１３が埋設されているコンクリート１４中に塩化物が浸透した場合、その塩素イオン（Ｃｌ-）と酸素イオン（Ｏ2-）、水（Ｈ2Ｏ）により鉄材１３表面の不動態皮膜はＦｅ(ＯＨ)2となって破壊されるが、図５（ｂ）に示すようにモルタル充填層１９中では該モルタル中に存在する亜硝酸リチウム（ＬｉＮＯ2）の亜硝酸イオン（ＮＯ2-）の作用により下記の反応で破壊された不動態皮膜が再形成される。
Ｆｅ2++2OH−＋２ＮＯ-→２ＮＯ＋Ｆｅ2Ｏ3＋Ｈ2Ｏ
【００３６】
また、コンクリート１４中のシリカ骨材２３のシリカ成分は、図６（ａ）に示すように所定のアルカリ成分（Ｋ+、Ｎａ+、ＯＨ-）と水（Ｈ2Ｏ）の存在下で反応（骨材反応）し、シリカ骨材２３の表面に生成ゲル（Ｎａ2Ｏ・ｎＳｉＯ2・ｍＨ2Ｏ）層２４が形成され、該生成ゲル層２４の成長膨張によりコンクリート１４が圧迫され、その表面にヒビや亀裂２５が発生する。これに対して亜硝酸リチウム（ＬｉＮＯ2）を含むモルタル充填層１９中では、図６（ｂ）に示すようにリチウムイオン（Ｌｉ+）がシリカ骨材２３のシリカ成分と反応しその表面に不溶性の反応生成物（Ｌｉ2Ｏ×Ｓｉｏ2）層２６を形成するため、上記骨材反応が抑制される。これによる骨材反応によりコンクリート１４にヒビや亀裂を発生させ、その強度が低下するということを防止できる。
【００３７】
モルタル吹付工法には、乾式と湿式がある。乾式モルタル吹付工法は図７に示すように、モルタル吹付ノズル３１を備え、該モルタル吹付ノズル３１と乾燥モルタル供給装置３２をホース３４で接続している。乾燥モルタル供給装置３２には圧縮空気３３が供給され、該乾燥モルタル供給装置からポリマーセメントと骨材の混合体（乾燥モルタル）３５を所定量ずつ切り出してホース３４内に投入する。該ホース３４内には圧縮空気３３が供給され、ポリマーセメントと骨材の混合体は圧縮空気によりホース３４内を通って圧送されるうちに該圧縮空気３３と均一に混合されて、モルタル吹付ノズル３１に送られる。該モルタル吹付ノズル３１に水と亜硝酸リチウム溶液の混合液３６が供給され、該モルタル吹付ノズル３１内で圧縮空気と均一に混合したポリマーセメントと骨材の混合体に混合液３６を混入し、モルタル３７としモルタル吹付ノズル３１から橋脚１０のコンクリート除去部１７（図２、図３、図４参照）に吹付け、該コンクリート除去部１７をモルタル３７で充填する（モルタル充填層１９を形成する）。なお、圧縮空気とポリマーセメントと骨材の混合体と水と亜硝酸リチウム溶液の混合液３６の混合・混練は、モルタル吹付ノズル３１の直前で行ってもよい。
【００３８】
湿式モルタル吹付工法は図８に示すように、モルタル吹付ノズル４１を備え、該モルタル吹付ノズル４１とモルタル供給装置４２をホース４３で接続している。モルタル供給装置４２内ではポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合・混練してなるモルタル４４が収容されており、該モルタル４４がホース４３を通してモルタル吹付ノズル４１まで圧送している。モルタル吹付ノズル４１に圧縮空気４５を供給することにより、該モルタル吹付ノズル４１から橋脚１０のコンクリート除去部１７にモルタル４４を吹付け、該コンクリート除去部１７（図２、図３、図４参照）をモルタル４４で充填する（モルタル充填層１９を形成する）。
【００３９】
上記乾式モルタル吹付工法、湿式モルタル吹付工法にはそれぞれ下記のようなメリット・デメリットがある。
（乾式）
・モルタル３７の水分の調整はモルタル吹付ノズル３１に注入する水の量で行うので、操作者の技量に左右される。
・リバウンドするモルタル（コンクリート表面から跳ね返るモルタル）３７の量が湿式より多く（１０〜２０％）、無駄になるモルタル３７の量が多くなる。
・ホース３４内のポリマーセメントと骨材の混合体３５は乾燥状態にあるから再使用可能である。また、ホース３４の内部の清掃は毎日行う必要がない。
・ポリマーセメントと骨材の混合体３５の移送距離、即ちホース３４の長さを長くとることが可能（最大距離水平２００ｍ、高さ方向１５０ｍ）であるから、モルタル吹付ノズル３１を広範囲に移動でき、モルタル吹付施工範囲が大きくなる。
・モルタル吹付け速度を高速（２００ｋｍ／ｈ）とすることができ、吹付けたモルタルがコンクリート表面に高密度と強い結合力で付着する。
【００４０】
（湿式）
・モルタルはモルタル供給装置４２内でポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウム溶液を混合して得るので、水とポリマーセメントの比を一定にすることができると共に、バッチ式で得るのでダストの発生が少ない。
・リバウンドするモルタル（コンクリート表面から跳ね返るモルタル）４４の量が乾式より少ない（２〜５％）、無駄になるモルタル４４の量が少ない。
・モルタル４４の圧送速度は一定である。
・トラブル発生時ホース４３等の内部を清掃する必要がある（放置するとホース４３等の内部でモルタル４４が硬化し詰まる）。
・モルタルの圧送距離、即ちホース４３の長さを乾式に比べて長く出来ない（最大６０ｍ）ことからモルタル吹付ノズル４１の移動範囲が狭く、モルタル吹付施工範囲を広くできない。
・モルタル吹付け速度が乾式に比べて速くできない（１００ｋｍ／ｈ）ため、吹付けたモルタルの結合力は乾式に比べて小さい。
【００４１】
図９は乾式モルタル吹付装置の概略構成例を示す図である。乾式モルタル吹付装置は図９に示すように、サイロ５１、吹付機５２、コンプレッサ５３を備えている。サイロ５１に収納されているポリマーセメントと骨材の混合体（乾燥モルタル）は供給管５４を通して吹付機５２に供給される。吹付機５２はホッパー５５と切出機５６を備え、供給管５４を通して供給されたポリマーセメントと骨材の混合体は該ホッパー５５に収容され、該ホッパー５５から切出機５６で所定量ずつ切出されてホース４３に投入される。該ホース４３内にはコンプレッサ５３から圧縮空気３３が供給されるようになっており、ポリマーセメントと骨材の混合体３５はホース４３を所定距離（６０ｍ以上）移送されるうちに圧縮空気３３と均一に混合され、モルタル吹付ノズル３１に達する。モルタル吹付ノズル３１には水と亜硝酸リチウム溶液の混合液３６をホース５７を通して供給し、ポリマーセメントと骨材と圧縮空気３３と混合液３６とを混合して、モルタル３７として橋脚１０に吹付ける。なお、ポリマーセメントと骨材の混合体（乾燥モルタル）にはダストの飛散を防ぐため、供給管５４を通じ混合液３６をダストの飛散を防止する程度の量だけ供給する。
【００４２】
図１０は湿式モルタル吹付装置の概略構成例を示す図である。湿式モルタル吹付装置は図１０に示すように、サイロ６１、モルタル供給機６２、コンプレッサ６３を備えている。モルタル供給機６２はホッパー６４とモルタル攪拌押出機６５と該モルタル攪拌押出機６５を駆動するモータ６７を備えている。サイロ６１でポリマーセメントと骨材と水（亜硝酸リチウム溶液を含む）を混合して得られたモルタルは例えば払出機構６６でホッパー６４に供給され、モータ６７によりモルタル攪拌押出機６５を駆動することでモルタルをホース４３を通ってモルタル吹付ノズル４１まで圧送する。該モルタル吹付ノズル４１にコンプレッサ６３からホース６８を通して圧縮空気４５を供給し、モルタル吹付ノズル４１からモルタル４４を橋脚１０に吹付ける。
【００４３】
上記乾式モルタル吹付工法で使用するポリマーセメントとしては、例えばケイ酸カルシウム、ギ酸カルシウム、アクリル酸ブチルースチレン、ケイ砂を所定割合で混合したものを用いる。また、湿式モルタル吹付工法で使用するポリマーセメントとしては、例えばケイ酸カルシウム、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、アクリル酸スチレン、二酸化ケイ素、ギ酸カルシウム、酸化カルシウム、及びフッ化カルシウムを所定割合で混合したものを用いる。
【００４４】
乾式モルタル吹付装置によるモルタルの亜硝酸リチウムの使用量算出方法の一例を以下に説明する。
・モル比（亜硝酸イオン／塩化物イオン）を下式から算出する。
モル比（ＮＯ2-／Ｃｌ-）＝（ＮＯ2-量／ＮＯ2-分子量）／（Ｃｌ-量／Ｃｌ-分子量）
＝（ＮＯ2-量／４６．０）／（Ｃｌ-量／３５．５）
・ＮＯ2-量算出式
ＮＯ2-量＝モル比×（Ｃｌ-量／Ｃｌ-分子量）×ＮＯ2-分子量
＝モル比×（Ｃｌ-量／３５．５）×４６．０
【００４５】
ここで、コンクリート中のＣｌ-量：１．０ｋｇ／ｍ3、モル比１：５、亜硝酸リチウム溶液：濃度２０ｗｔ％比重の場合とした場合、亜硝酸リチウム（ＬｉＮＯ2）の使用量の計算例は下記のようになる。
ＮＯ2-量＝モル比×（Ｃｌ-量／Ｃｌ-分子量）×ＮＯ2-分子量
＝１．５×（１．０ｋｇ／ｍ3／３５．５）×４６．０
≒１．９４４
【００４６】
亜硝酸リチウム量（ｋｇ／ｍ3）＝１．９４４×（ＬｉＮＯ2分子量／ＮＯ2分子量）
＝１．９４４×（５２．９／４６．０）
≒２．２３６
【００４７】
亜硝酸リチウム水溶液量（ｋｇ／ｍ3）＝２．２３６／０．２
＝１１．１８
吹付モルタル１ｍ3当たりの重量が２２００ｋｇとし、セメント量は２５％、水とセメント比を４０％とすると、使用する水の量は２２０ｋｇとなり、亜硝酸リチウム水溶液混入量は１１．１８／２２０＝５．１％
【００４８】
コンクリート構造体の骨材反応を抑止するために、請求項１のモルタル吹付工法により、図１１に示すように、コンクリート構造体７１の表面にポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウムの混合体からなるモルタル層７２を形成する。これにより、モルタル層７２中の亜硝酸リチウム（ＬｉＮＯ2）がコンクリート構造体７１中に浸透し、リチウムイオン（Ｌｉ+）がシリカ骨材２３のシリカ成分と反応しその表面に不溶性の反応生成物（Ｌｉ2Ｏ×Ｓｉｏ2）層２６が形成され、骨材反応が抑制する。即ち、骨材反応が発生する恐れがある場合、コンクリート構造体７１の表面に亜硝酸リチウム溶液を含むモルタル層７２を形成することにより、骨材反応の抑制が期待できる。
【００４９】
また、図１２に示すように、骨材反応により表面にヒビや亀裂の発生したコンクリート損傷部を除去したコンクリート除去部７４を形成し、このコンクリート除去部７４にポリマーセメントと骨材と水と亜硝酸リチウムを混合してなるモルタルをモルタル吹付ノズルを介して吹付けてモルタル充填部７５を形成した場合、モルタル充填部７５では図６（ｂ）と同様、シリカ骨材２３の表面に不溶性の反応生成物（Ｌｉ2Ｏ×Ｓｉｏ2）層２６が形成され骨材反応が抑制されると共に、モルタル充填部７５の近傍に位置するコンクリート構造体７３では図１１と同様、モルタル充填部７５から浸透する亜硝酸リチウム（ＬｉＮＯ２）により、リチウムイオン（Ｌｉ+）がシリカ骨材２３のシリカ成分と反応しその表面に不溶性の反応生成物（Ｌｉ2Ｏ×Ｓｉｏ2）層２６が形成するから、骨材反応が抑制される。
【００５０】
図１３（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれ乾式モルタル吹付工法で直径（Φ）＝５０．０ｍｍ、厚さ１００ｍｍ弱のモルタル吹付層を形成し、現場空中での養生で養生期間を変えて強度試験を行った結果を示す図である。（ａ）は養生期間２８日で平均強度は６６．０（Ｎ／ｍｍ2）、（ｂ）は養生期間７日で平均強度４８．１（Ｎ／ｍｍ2）、（ｃ）は養生期間４日で平均強度４２．１（Ｎ／ｍｍ2）であった。
【００５１】
図１４（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれ湿式モルタル吹付工法で直径（Φ）＝５０．０ｍｍ、厚さ１００ｍｍ弱のモルタル吹付層を形成し、現場空中での養生で養生期間を変えて強度試験を行った結果を示す図である。（ａ）は養生期間２８日で平均強度は４８．７（Ｎ／ｍｍ2）、（ｂ）は養生期間７日で平均強度３４．６（Ｎ／ｍｍ2）、（ｃ）は養生期間４日で平均強度３０．６（Ｎ／ｍｍ2）であった。図１３、図１４からも明らかなように、乾式モルタル吹付工法によるモルタル層が湿式モルタル吹付工法によるモルタル層より引っ張り強度が強いこと、即ち剥離しにくいことが解る。
【００５２】
以上本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。なお直接明細書及び図面に記載のない何れの形状・構造・材質であっても、本願発明の作用・効果を奏する以上、本願発明の技術的思想の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】橋脚頂部の構成例を示す図である。
【図２】橋脚の鉄材近傍のコンクリート損傷部及びその除去状態を示す図である。
【図３】橋脚の鉄材近傍のコンクリート損傷除去部にモルタルを吹付け充填する例を示す図である。
【図４】橋脚の鉄材近傍のコンクリート損傷除去部にモルタルを吹付け充填する例を示す図である。
【図５】コンクリート中の鉄材の不動態皮膜の損傷と再生のメカニズムを説明するための図である。
【図６】コンクリートの骨材反応とその抑制のメカニズムを説明するための図である。
【図７】乾式モルタル吹付の概要を示す図である。
【図８】湿式モルタル吹付の概要を示す図である。
【図９】乾式モルタル吹付装置の概略構成を示す図である。
【図１０】湿式モルタル吹付装置の概略構成を示す図である。
【図１１】コンクリート構造体の表面に亜硝酸リチウムを含むモルタル層を形成した場合の骨材反応抑制のメカニズムを説明するための図である。
【図１２】コンクリート構造体のコンクリート除去部に亜硝酸リチウムを含むモルタル充填した場合の骨材反応の抑制メカニズムを説明するための図である。
【図１３】本発明に係る乾式モルタル吹付工法で形成したモルタル層の強度試験の結果を示す図である。
【図１４】本発明に係る湿式モルタル吹付工法で形成したモルタル層の強度試験の結果を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０      橋脚
１１      橋梁
１２      融雪水
１３      鉄材
１４      コンクリート
１５      ヒビや亀裂
１６      コンクリート損傷部分
１７      コンクリート除去部
１８      防錆処理層
１９      モルタル充填層
２０      仕上げモルタル層
２１      表面処理層
２２      付着材層
２３      シリカ骨材
２４      生成ゲル層
２５      ヒビや亀裂
２６      反応生成物層
３１      モルタル吹付ノズル
３２      乾燥モルタル供給装置
３３      圧縮空気
３４      ホース
３５      混合体（乾燥モルタル）
３６      混合液
３７      モルタル
４１      モルタル吹付ノズル
４２      モルタル供給装置
４３      ホース
４４      モルタル
４５      圧縮空気
５１      サイロ
５２      吹付機
５３      コンプレッサ
５４      供給管
５５      ホッパー
５６      切出機
６１      サイロ
６２      モルタル供給機
６３      コンプレッサ
６４      ホッパー
６５      モルタル攪拌押出機
６７      モータ
６８      ホース
７１      コンクリート構造体
７２      モルタル層
７３      コンクリート構造体
７４      コンクリート除去部
７５      モルタル充填部
【図１】
2007177567.tif 000003
【図２】
2007177567.tif 000004
【図３】
2007177567.tif 000005
【図４】
2007177567.tif 000006
【図５】
2007177567.tif 000007
【図６】
2007177567.tif 000008
【図７】
2007177567.tif 000009
【図８】
2007177567.tif 000010
【図９】
2007177567.tif 000011
【図１０】
2007177567.tif 000012
【図１１】
2007177567.tif 000013
【図１２】
2007177567.tif 000014
【図１３】
2007177567.tif 000015
【図１４】
2007177567.tif 000016