(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物のひび割れ内の極性溶媒に、コンクリート中のカルシウムイオンと反応する陰イオンを、該溶媒に電位差を付与した際に低電位側になる側の陰イオン濃度が高電位側となる側の陰イオン濃度よりも高くなるように溶解するとともに、前記溶媒に電位差を付与して、前記陰イオンの濃度差及び前記電位差によって、前記陰イオンをひび割れに沿って誘導して浸透させ、ひび割れ内に前記陰イオンとの反応によってカルシウム化合物を生成することを特徴とするコンクリート構造物のひび割れ補修工法。
【請求項２】
前記溶媒中に目詰め材として、帯電したコロイド粒子や高分子を混在させることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物のひび割れ補修工法。
【請求項３】
前記電位差の高電位側の前記溶媒にカルシウムイオンを供給することを特徴とする請求項１若しくは２のいずれかに記載のコンクリート構造物のひび割れ補修工法。
【請求項４】
コンクリート構造物内部の鉄筋を、前記溶媒に電位差を付与する陽極として使用して、かぶり部のひび割れ内の溶媒中に電位差を付与し、前記陰イオンを前記ひび割れに沿って誘導して浸透させることを特徴とする請求項１若しくは２のいずれかに記載のコンクリート構造物のひび割れ補修工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物のひび割れ補修工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート構造物のひび割れ補修工法としては、ひび割れに沿ってＶカットし、このＶカット部に高分子材料を充填して塞ぐ方法や、直接ひび割れにエポキシ系の樹脂を浸透させて塞ぐ方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者は、Ｖカット部に充填して微細なひび割れも補修できるが、コンクリート構造物の表面に補修の痕跡が大きく残るため美観上の観点から好ましくなく、また後者は、Ｖカットしないので補修面を美麗に仕上げることができるが、樹脂が浸透し難い微細なひび割れには適用できないといった欠点をそれぞれ有している。
【０００４】
本発明はかかる従来の課題に鑑みて成されたもので、微細なひび割れも塞げてその補修後の美観に優れるコンクリート構造物のひび割れ補修工法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために請求項１に示す発明は、コンクリート構造物のひび割れ内の極性溶媒に、コンクリート中のカルシウムイオンと反応する陰イオンを、該溶媒に電位差を付与した際に低電位側になる側の陰イオン濃度が高電位側となる側の陰イオン濃度よりも高くなるように溶解するとともに、前記溶媒に電位差を付与して、前記陰イオンの濃度差及び前記電位差によって、前記陰イオンをひび割れに沿って誘導して浸透させ、ひび割れ内に前記陰イオンとの反応によってカルシウム化合物を生成することを特徴とする。
【０００６】
上記発明によれば、ひび割れ内の極性溶媒には電位差が付与されていて、その溶媒に溶解した陰イオンは、電位差に誘導されてひび割れに沿ってその溶媒中を移動する。そして、この移動する間、すなわちひび割れに浸透する間に、陰イオンはひび割れ部分のコンクリート中に含まれるカルシウムイオンと反応してカルシウム化合物を生成しひび割れを塞ぐ。
すなわち、陰イオンは、電位差に誘導されてひび割れに沿って溶媒中を泳動するので狭い空間でも浸透する。したがい、狭い微細なひび割れであっても浸透してカルシウム化合物を生成しこれを塞ぐことができる。尚、この時、陰イオンの浸透経路に亘ってカルシウム化合物が生成されて、該経路に亘ってひび割れを塞ぐので、ひび割れの閉塞度を高くできる。
また、ひび割れ内にてカルシウム化合物を生成させてひび割れを塞ぐので、Ｖカットをおこなって充填物を充填しなくて済み、補修痕跡の小さい美麗な補修面に仕上げることができる。
更には、電位差によって陰イオンを誘導するので、ひび割れの浸透速度を速くできて、短時間でひび割れを補修できる。
【０００７】
請求項２に示す発明は、請求項１に記載のコンクリート構造物のひび割れ補修工法において、前記溶媒中に目詰め材として、帯電したコロイド粒子や高分子を混在させることを特徴とする。
上記発明によれば、前記溶媒中に目詰め材として、コロイド粒子や高分子を混在させたので、これら体積の大きい目詰め材によって、ひび割れの空間の大半を埋めることができ、よってカルシウム化合物を少量生成することでひび割れを塞げて短時間でひび割れを塞ぐことができる。
また、これらコロイド粒子や高分子は帯電しているので、電位差に誘導されてひび割れ内の溶媒中を電気泳動する。そして、この泳動中に、目詰め材はひび割れ部分に引っかかり固定され、その回りをカルシウム化合物が生成されてひび割れを塞ぐ。すなわち、目詰め材は、前記電位差によってひび割れに沿って溶媒中を泳動するので、電位差の付与されている経路に亘って目詰め材にてひび割れを塞ぐことができて、ひび割れの閉塞度を向上できる。また、目詰め材の泳動速度は速くなり短時間でひび割れを塞ぐことができる。
【０００８】
請求項３に示す発明は、請求項１若しくは２のいずれかに記載のコンクリート構造物のひび割れ補修工法において、前記電位差の高電位側の前記溶媒にカルシウムイオンを供給することを特徴とする。
上記発明によれば、カルシウム化合物の生成に伴って消費されて減少する、ひび割れ内のカルシウムイオンを前記溶媒に供給するので、溶媒中のカルシウムイオン濃度の低下に伴いカルシウム化合物の生成速度が低下することを防止できて、前記生成速度を高く維持でき、ひび割れの閉塞時間を短くできる。
また、該カルシウムイオンは、高電位側の溶媒に供給されるので、陽イオンであるカルシウムイオンは電位差に誘導されてひび割れに沿って溶媒中を低電位側に移動する。そして、この移動過程において、同じく電位差によって低電位側から移動してきた陰イオンと反応して、ひび割れ内にてカルシウム化合物となってひび割れを塞いでいく。このため、ひび割れは前記経路に亘って閉塞されて、このひび割れの閉塞度を向上できる。
【０００９】
請求項４に示す発明は、請求項１若しくは２のいずれかに記載のコンクリート構造物のひび割れ補修工法において、コンクリート構造物内部の鉄筋を、前記溶媒に電位差を付与する陽極として使用して、かぶり部のひび割れ内の溶媒中に電位差を付与し、前記陰イオンを前記ひび割れに沿って誘導して浸透させることを特徴とする。
上記発明によれば、コンクリート構造物内部の鉄筋を陽極として使用していて、同コンクリート構造物のかぶり部のひび割れ内の溶媒中には電位差が付与されているので、該電位差によって前記陰イオンを前記ひび割れに沿って誘導し、これをひび割れに浸透することができる。そして、この浸透中にひび割れ部分のコンクリートに含まれるカルシウムイオンと反応してカルシウム化合物となって、かぶり部のひび割れを塞ぐことができる。したがい、陽極としての電極を省略できて、かぶり部のひび割れ補修を容易におこなうことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る一実施形態として、コンクリート壁のひび割れ補修状況を示す概念図であり、図１（ａ）はそのコンクリート壁の縦断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＢ−Ｂ線矢視の正面図である。尚、図１（ｂ）にあっては、電源および水位については図示していない。
【００１１】
図１に示すように、補修対象のコンクリート壁１には、厚さ方向に斜めに貫通するとともに、幅方向に水平に延在したひび割れ３が生じていて、この壁１の表裏面１ａ、１ｂには一対のひび割れ開口３ａ、３ｂが露出している。この表面１ａおよび裏面１ｂには、それぞれ前記開口３ａ、３ｂを周囲から取り囲む容器５ａ、５ｂが液密に取り付けられ、これら容器５ａ、５ｂにはそれぞれ極性溶媒として水７ａ、７ｂが入っている。そして、その水位８ａ、８ｂは前記開口３ａ、３ｂよりも上方に維持されており、前記ひび割れ３内にも容器５ａ、５ｂ内の水７ａ、７ｂが導かれ充填されている。
【００１２】
また、これら容器５ａ、５ｂ内にはそれぞれ電極９ａ、９ｂが、前記水７ａ、７ｂに浸されるとともに、前記ひび割れ開口３ａ、３ｂの全幅に臨んで配置されている。そして、これら電極９ａ、９ｂは外部の電源１１に接続されていて、一方は陽極９ａ、他方は陰極９ｂとして機能し、前記ひび割れ３を充填する水７に電位差が付与されるようになっている。尚、本実施形態にあっては、表面１ａに陽極９ａが配され、裏面１ｂに陰極９ｂが配されている。
【００１３】
この陰極側容器５ｂ内の水７ｂには、カルシウムイオンと反応して水に難溶な化合物を生成する陰イオンとして、炭酸イオンが投入され溶解している。そして、この陰極側容器５ｂ内の水７ｂの炭酸イオン濃度は高くなっていて、ひび割れ３を介して連通された前記陽極側容器５ａ内の水７ａとの間に濃度差を生じている。このため、陽極側の水７ａと前記陰極側の水７ｂとの炭酸イオン濃度が等しくなるように、炭酸イオンが、陰極側のひび割れ開口３ｂからひび割れ３内へ侵入し、ひび割れ３内の水７を通って陽極側のひび割れ開口３ａに達するように移動する。また、この時、陰イオンである炭酸イオンは、陽極９ａの電気的な引力によって誘導されていて、ひび割れ３内の移動速度、すなわち浸透速度は加速されている。
【００１４】
このひび割れ３内を移動する間に、炭酸イオンはひび割れ３内面のコンクリートに含まれるカルシウムイオンと反応して、この内面に炭酸カルシウムとなって析出する。この炭酸カルシウムは水に対する溶解度が低いため、析出した炭酸カルシウムによってひび割れ３の空間は塞がれていく。この析出による閉塞は、炭酸イオンが通過する全経路に亘って生じるが、炭酸イオンは陰極側容器５ｂ内の水７ｂに投入されて、すなわち陰極９ｂ側の炭酸イオン濃度が高くなっているので、陽極９ａに誘導されて、ひび割れ３を、その貫通方向の全経路に亘って通過する。したがい、ひび割れ３は、その貫通方向の全経路に亘って閉塞されて、このひび割れ３の閉塞度は高いものとなる。
【００１５】
尚、このひび割れ３の空間が大きくて前記炭酸カルシウムの析出だけの閉塞では時間がかかる場合には、前記容器５ａ、５ｂ内の水７ａ、７ｂに、体積が大きくかつ帯電した目詰め材を投入してひび割れ３の閉塞時間を短くすることもできる。
【００１６】
例えば、陰極側容器５ｂ内の水７ｂに、目詰め材として負に帯電したコロイド粒子や高分子を投入する。すると、目詰め材は、陽極９ａの電気的な引力によってひび割れ３内の水７を電気泳動するが、この泳動中にひび割れ３の内面の凸凹に引っかかって固定され、その周囲を炭酸カルシウムが析出しひび割れ３を塞ぐ。その際、ひび割れ３の空間の大半は目詰め材で塞がれるので、炭酸カルシウムの析出量は少なくて済み前記閉塞時間を短縮できる。
【００１７】
また、前記目詰め材は、ひび割れ３の貫通方向に沿って移動し、この移動中に適宜内面の凸凹に引っかかって内面に固定されるので、貫通方向に亘ってひび割れ３を閉塞できて、その閉塞度を向上できる。
【００１８】
前記負に帯電した高分子を生じるものとしてはポリメタアクリル酸、ポリアクリルアミドなどが、また、負に帯電したコロイド粒子としては、スメクタイトなどの粘土粒子が挙げられる。
【００１９】
尚、上記目詰め材に代えて、正に帯電したコロイド粒子や高分子を陽極側容器５ａ内の水７ａに投入してもよい。この場合、この目詰め材は陽極９ａから陰極９ｂへ向かってひび割れ３内を移動することはいうまでもない。
【００２０】
上述した方法は、ひび割れ部分のコンクリートに含まれるカルシウムイオンと炭酸イオンとを反応させて炭酸カルシウムを析出するため、該析出によってひび割れが塞がるにつれて、カルシウムイオンが消費されて水中のカルシウムイオン濃度が低下する。このため、炭酸イオンとの反応速度が低下し、炭酸カルシウムの析出生成速度が低下して閉塞に長時間を要してしまう虞がある。
【００２１】
この析出生成速度の低下を防いで閉塞時間を短くする方法としては、陽極側容器５ａ内の水７ａにカルシウムイオンを供給することが挙げられる。この方法によれば、炭酸カルシウムの析出生成に伴って消費されて濃度低下するカルシウムイオンを水７ａに外部から供給するので、水中のカルシウムイオン濃度の低下による炭酸カルシウムの生成速度の低下を防止できて、ひび割れ３を短時間で塞ぐことができる。
【００２２】
また、陽極側容器５ａに供給されたカルシウムイオンは陽イオンのため、陰極９ｂの電気的な引力によって誘導されてひび割れ３内を移動する。そして、この移動過程において、陰極９ｂ側から移動してきた炭酸イオンと反応して、該ひび割れ３内にて炭酸カルシウムとなって析出しひび割れ３を塞いでいく。このため、ひび割れ３はこの移動経路に亘って閉塞されて、このひび割れ３の閉塞度は向上される。
【００２３】
図２に、そのコンクリート構造物の正面図にて示すように、ひび割れ１３がコンクリート構造物１の幅方向に長く、その全長を前記容器５ａ、５ｂにて覆うことができない場合は、以下のようにすればよい。
【００２４】
図示するように、先ず、ひび割れ３の一方の終端１３ａを覆って容器５ａ、５ｂを配置し、この容器５ａ、５ｂにて覆えないひび割れ１３ｂについては、その表面のみを充填材１５で覆って容器５ａ、５ｂ内の水の漏出を防止する。次いで、容器５ａ、５ｂにて覆ったひび割れ１３ｃを炭酸カルシウムにて閉塞補修したら、容器５ａ、５ｂを幅方向に移動して、未補修のひび割れ１３ｂを覆って配置し、この覆った部分の前記充填材１５を除去して前記閉塞補修をおこなう。これを順次ひび割れ１３の幅方向全長に亘って繰り返してひび割れを補修することができる。
【００２５】
図３は前記実施形態の変形例１を示すひび割れ補修状況の概念図であり、図３（ａ）はそのコンクリート壁の縦断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中のＢ−Ｂ線矢視の正面図である。尚、同図にあっては、コンクリート壁１の横筋は図示していない。
ここで、本変形例１は前記実施形態における陽極の電極９ａに代えてコンクリート壁１内部の縦筋２ｂを陽極として使用し、該縦筋２ｂとコンクリート壁１裏面１ｂまでの間のかぶり部１ｃに生じたひび割れ３０を塞ぐものであり、その構成は概ね前記実施形態と同じであるため、同一の部材には同一の符号を付してその相違点についてのみ説明する。
【００２６】
図示するようにコンクリート壁１の裏面１ｂ側のかぶり部１ｃには、裏面１ｂから縦筋２ｂに至るひび割れ３０が生じていて、該ひび割れ３０は幅方向には水平に延在している。そして、その壁１の裏面１ｂにのみひび割れ開口３０ｂが露出していて、表面１ａにはひび割れ開口は露出していない。
【００２７】
このため、該ひび割れ３０を閉塞するのに、図示の如く、前記裏面１ｂにのみ、ひび割れ開口３０ｂを周囲から取り囲む容器５ｂが液密に取り付けられ、この容器５ｂに水７ｂが入れられる。そして、前記ひび割れ３０内には容器５ｂ内の水７ｂが導かれ充填されている。また、前記ひび割れ開口３０ｂの全幅に臨んで配置された電極９ｂは、外部の電源１１の陰極に接続されるとともに、同電源１１の陽極は、幅方向に適宜間隔に配された複数の縦筋２ｂの内、前記全幅に臨む縦筋２ｂに接続されており、前記ひび割れ３０を充填する水７０に電位差が付与されるようになっている。
【００２８】
そして、前記実施形態と同様に、陰極側容器５ｂ内の水７ｂには炭酸イオンが投入され、該炭酸イオンは、陽極である鉄筋２ｂから電気的な引力を受けて、前記ひび割れ開口３０ｂからひび割れ３０内へ侵入し、ひび割れ３０内の水７０を通って前記鉄筋２ｂに達するように移動する。そして、この移動過程にて炭酸イオンはひび割れ３０内面のカルシウムイオンと反応して、この内面に炭酸カルシウムとなって析出しひび割れ３０は塞がれる。
【００２９】
以上の構成からなるひび割れ補修工法によれば、陽極側容器や陽極の電極を省略できて、かぶり部のひび割れ補修を容易におこなうことができる。
【００３０】
尚、本変形例１にあっては、裏面１ｂ側のかぶり部１ｃの補修について説明したが、表面１ａ側のかぶり部のひび割れ補修についても同様であるため、その説明は省略する。
また、本変形例１にあっては、縦筋２ｂの上端が前記電源１１に接続し易いため、縦筋２ｂに前記電源１１の陽極を接続したが、横筋が接続し易い場合には横筋に接続しても良い。
【００３１】
図４は前記実施形態の変形例２を示すひび割れ補修状況の概念図であり、そのコンクリート壁の縦断面図である。
ここで、本変形例２は前述した実施形態における容器５ａ、５ｂに代えて、高吸水性樹脂部材２５ａ、２５ｂを適用したものであり、その構成は概ね前記実施形態と同じであるため、同一の部材には同一の符号を付してその相違点についてのみ説明する。
【００３２】
図示するように、コンクリート壁１の表面１ａおよび裏面１ｂには、それぞれ前記開口３ａ、３ｂに接触させてこれを覆う高吸水性樹脂部材２５ａ、２５ｂがそれぞれ取り付けられ、これらの内部には水が含浸されている。そして、これら水は前記開口３ａ、３ｂよりも上方まで含浸していて、前記ひび割れ３内にも高吸水性樹脂部材２５ａ、２５ｂの保持する水が導かれ充填されている。
【００３３】
また、前記高吸水性樹脂部材２５ａ、２５ｂ内には、それぞれ電極９ａ、９ｂが、前記開口３ａ、３ｂと一定間隔をもってこれらに臨ませて埋設されている。そして、電源１１に接続されて、一方は陽極９ａ、他方は陰極９ｂとして機能し、前記ひび割れ３を充填する水７に電位差が付与されるようになっている。
【００３４】
以上の構成からなるひび割れ補修工法によれば、水は高吸水性樹脂部材に含浸されて保持されているので、その高い吸水性ゆえに水は下方に漏出し難い。このため、コンクリート壁と高吸水性樹脂部材との境界から漏れ出る水漏れ対策に負荷をかけなくて済み、その補修作業の作業性は大いに改善される。
【００３５】
尚、この高吸水性樹脂部材としては、例えば、ポリアクリル酸塩架橋体や、澱粉−アクリル酸塩グラフト共重合体（架橋体）等が吸水性に優れて好適である。
また、当該高吸水性樹脂部材５ｂは、前記変形例１における陰極側容器５ｂに代用できることは言うまでもない。
【００３６】
以上、本発明に係る一実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で以下に示すような変形が可能である。
（ａ）本実施形態においては、極性溶媒として水を用いたが、カルシウムイオンと反応してカルシウム化合物を形成する陰イオンを溶解可能な溶媒であればこれに限るものではなく、前記陰イオンによってはアルコールなどを用いてもよい。
（ｂ）本実施形態においては、陰イオンとして炭酸イオンを用いたが、カルシウムイオンと反応してカルシウム化合物を形成するものであればこれに限るものではない。
（ｃ）本実施形態においては、幅方向に水平に延在したひび割れの補修について開示したが、これに限るものではなく、例えば、鉛直に延在するひび割れの補修に用いてもよい。この場合、前記実施形態における幅方向が、鉛直方向となることはいうまでもない。
（ｄ）本実施形態においては、陰陽一対の電極を、ひび割れ開口の全幅に臨んで配置したが、ひび割れの全幅に比べて前記電極の幅が狭い場合には、前記一対の電極を幅方向に移動して順次ひび割れを閉塞補修してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に示す発明によれば、微細なひび割れでも確実にかつ高い閉塞度で塞げて、かつその補修部を美麗に仕上げることができるので、コンクリート構造物の高い健全性およびその美観を長年月に亘って維持することができる。
更には、ひび割れを短時間で補修できるので補修工期を短縮できる。
【００３８】
請求項２に示す発明によれば、更に短時間でひび割れを塞ぐことができるので、補修工期を短縮できる。
また、ひび割れの閉塞度を更に向上できるので、コンクリート構造物の健全性を更に向上できる。
【００３９】
請求項３に示す発明によれば、更に短時間でひび割れを塞ぐことができるので、補修工期を短縮できる。
また、ひび割れの閉塞度を更に向上できるので、コンクリート構造物の健全性を更に向上できる。
【００４０】
請求項４に示す発明によれば、かぶり部の補修を容易におこなえるので、補修工期の短縮および費用の低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態として、コンクリート壁のひび割れ補修状況を示す概念図であり、図１（ａ）はそのコンクリート壁の縦断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）中のＢ−Ｂ線矢視の正面図である。
【図２】コンクリート構造物のひび割れの全長を前記容器にて覆うことができない場合の補修状況を示す概念図であり、そのコンクリート壁の正面図である。
【図３】前記実施形態の変形例１を示すひび割れ補修状況の概念図であり、図３（ａ）はそのコンクリート壁の縦断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中のＢ−Ｂ線矢視の正面図である。
【図４】前記実施形態の変形例２を示すひび割れ補修状況の概念図であり、そのコンクリート壁の縦断面図である。
【符号の説明】
１    コンクリート壁（コンクリート構造物）
３    ひび割れ
３ａ、３ｂ    ひび割れ開口
５ａ  陽極側容器、容器
５ｂ  陰極側容器、容器
７、７ａ、７ｂ    水（極性溶媒）
９ａ  陽極、電極
９ｂ  陰極、電極
１１  電源
【図１】
0003873600.tif 000002
【図２】
0003873600.tif 000003
【図３】
0003873600.tif 000004
【図４】
0003873600.tif 000005