(57)【要約】      （修正有）【課題】コンクリート構造物のひび割れ部のひび幅によらず、また、構造損傷を与えることなくコンクリート構造物の劣化を抑えることができるコンクリート構造物の注入改質方法を提供すること。【解決手段】コンクリート構造物の注入改質方法Ｓは、コンクリート構造物の壁面に対して穿孔を形成する穿孔工程Ｓ１と、前記穿孔に機能剤液を供給する供給パイプを前記穿孔に差し込み固定するパイプ固定工程Ｓ２と、前記機能剤液を収納して前記供給パイプよりも高い位置に設置した収納タンクから前記供給パイプを介して穿孔内に機能剤液を供給する供給工程Ｓ３と、予め設定した期間内において、予め設定された時間ごとに、または、予め設定された前記機能剤液の液面高さを下回ったときに、前記収納タンクに前記機能剤液を補充する補充工程Ｓ６と、を含むように行うこととした。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート構造物の壁面に対して穿孔を形成する穿孔工程と、
前記穿孔に機能剤液を供給する供給パイプを前記穿孔に差し込み固定するパイプ固定工程と、
前記機能剤液を収納して前記供給パイプよりも高い位置に設置した収納タンクから前記供給パイプを介して穿孔内に機能剤液を供給する供給工程と、
予め設定した期間内において、予め設定された時間ごとに、または、予め設定された前記機能剤液の液面高さを下回ったときに、前記収納タンクに前記機能剤液を補充する補充工程と、を含むように行うコンクリート構造物の注入改質方法。
【請求項２】
前記穿孔工程は、前記コンクリート構造物の壁面に対して傾斜させて前記穿孔を形成し、前記穿孔は穿孔終端が穿孔開口よりも下方に位置する請求項１に記載のコンクリート構造物の注入改質方法。
【請求項３】
前記穿孔工程は、前記コンクリート構造物の壁面に対向する壁面を貫通しないように前記穿孔を形成する請求項１に記載のコンクリート構造物の注入改質方法。
【請求項４】
前記穿孔工程は、壁面に固定した穿孔工具により行い、前記穿孔工具は、壁面にガイド板を固定し、固定したガイド板に工具本体の固定部を真空吸着させて前記壁面に工具本体を傾斜した状態で固定して穿孔を行う請求項２または請求項３に記載のコンクリート構造物の注入改質方法。
【請求項５】
前記補充工程は、予め設定された前記機能剤液の液面高さを下回ったときに、前記収納タンクに前記機能剤液を補充する場合は、前記収納タンクに設けたセンサにより液面高さを検出して、予め設定された数値から外れたときに、前記機能剤液の補充を行う請求項１に記載のコンクリート構造物の注入改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート構造物がアルカリ骨材反応（以下、ＡＳＲ〔Alkali Silica Reaction〕という）、塩害、凍結融解、中性化などの劣化原因により生じたひび割れ部の劣化抑制を行うコンクリート構造物の注入改質方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＡＳＲによるコンクリートの劣化は反応性の骨材がコンクリート中の水分によって膨潤しひび割れ部を発生する。コンクリート表面のひび割れ部からは雨水や地下水による水分の浸透によってさらにひび割れ部が分散拡大する。このようなＡＳＲによるコンクリート劣化の対策工として、亜硝酸リチウムの充填が有効であるといわれている（例えば、特許文献１、２参照）。そして、この亜硝酸リチウムの充填には、０．５Ｍｐａの圧力で１０〜６０日間にわたって高圧注入作業が行われることが報告されている。
【０００３】
また、塩害によるコンクリート構造物の劣化は、塩分の侵入によって鉄筋の不動態被膜が消失し鉄筋が錆びて膨潤する際、コンクリートにひび割れ部を発生させることによって生じる。そして、ひび割れ部からの塩分や水分の侵入は、鉄筋の錆びの増大を助長させ劣化がさらに進行する。このような塩害の対策工としては、ひび割れ部に対して樹脂を注入し（例えば、特許文献３参照）、あるいは、長期的な対策としては電気防食を行うことが一般に行われている（例えば、特許文献４参照）。
【０００４】
また、凍結融解によるコンクリートの劣化は、コンクリート中に侵入した水が凍って体積膨張を起こしコンクリートを剥離、剥落させるもので、ひび割れ部があると侵入水の膨張によって劣化は進行する。凍結融解の対策工としては、表面被覆工法が一般に行われている（例えば、特許文献５参照）。
【０００５】
さらに、中性化によるコンクリート劣化は、空気中の炭酸ガスの作用でコンクリートがアルカリ性から中性に変化する現象で、コンクリートが中性化すると内部の鉄筋の不動態被膜が消失し錆が発生する。そのため、塩害と同様に、コンクリートにひび割れ部を発生させ水分の侵入によって劣化を助長する。このような中性化の対策工は、表面被覆工や再アルカリ化工法で対処するのが一般的である。
このようにコンクリート構造物の劣化原因はひび割れ部の発生とそこから侵入する水分や炭酸ガスの影響が大部分を占めている。また、前記した個々の例と、さらにそれらの個々の例が複合的に発生することで、コンクリート構造物が複合的劣化する重篤な問題として存在した。
【０００６】
そこで従来、コンクリート構造物のひび割れ部に水分が浸透することによる劣化を抑えることができると共に、ひび割れ部の隅々まで充填材を充填させることを可能とし、ひび割れ部に空気（酸素や炭酸ガス）が侵入することによる劣化を抑えることができるコンクリート構造物の補修方法が提案されている（特許文献６参照）。このコンクリート構造物の補修方法では、コンクリート構造物の壁面に穿孔を形成し、その穿孔内に補修液を充填し、圧力をかけてひび割れ部に補修液を浸透させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−０６０１４４号公報
【特許文献２】特開２００５−２４８６３７号公報
【特許文献３】特開２００２−３５７０００号公報
【特許文献４】特開２００３−３０１５３３号公報
【特許文献５】特開２００７−１６９１００号公報
【特許文献６】特開２００９−２４９９４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来のコンクリート構造物の補修方法では、以下に示すような改善の余地があった。従来のコンクリート構造物の補修方法では、圧力をかけて強制的にコンクリート構造物のひび割れ部に補修液を浸透させているが、ひび割れ部のひび幅により適切に浸透できる部分とできない部分が発生する場合があった。また、コンクリート構造物のひび割れに高圧をかけることは、ひび割れ幅を広くさせ注入効果を高めることも期待できるが、基本的にはコンクリート膨張に寄与することになり構造損傷になりかねない。
【０００９】
本発明は、前記した点に鑑みなされたもので、コンクリート構造物のひび割れ部のひび幅によらず、また、構造損傷を与えることなくコンクリート構造物の劣化を抑えることができるコンクリート構造物の注入改質方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施形態に係るコンクリート構造物の注入改質方法は、コンクリート構造物の壁面に対して穿孔を形成する穿孔工程と、前記穿孔に前記コンクリート構造物の劣化を抑制する機能剤液を供給する供給パイプを前記穿孔に差し込み固定するパイプ固定工程と、前記機能剤液を収納して前記供給パイプよりも高い位置に設置した収納タンクから前記供給パイプを介して穿孔内に機能剤液を供給する供給工程と、予め設定した期間内において、予め設定された時間ごとに、または、予め設定された前記機能剤液の液面高さを下回ったときに、前記収納タンクに前記機能剤液を補充する補充工程と、を含むように行うこととした。
【００１１】
本発明の実施形態に係るコンクリート構造物の注入改質方法は、供給パイプよりも高い位置に設置した収納タンクから液圧により穿孔内に機能剤液を供給して穿孔内に連続するひび割れ等を補修している。つまり、穿孔内にひび割れ等が連続している場合には、機能剤液を穿孔内に常に充填する状態とすることで、ひび割れ部分の隙間から機能剤液を供給あるいは毛細管現象により浸透させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るコンクリート構造物の注入改質方法では、以下に示すような優れた効果を奏することができる。
コンクリート構造物の注入改質方法は、コンクリート構造物に形成した穿孔内に機能剤液を供給パイプよりも高い位置に形成した収納タンクから液圧により供給して、穿孔内を機能剤液で予め設定された期間において充満させ、ひび割れ部分の幅が小さくても毛細管現象により確実に機能剤液をひび割れ部分に浸透させることで、コンクリート構造物の劣化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る第１実施形態のコンクリート構造物の注入改質方法で使用する補修装置を設置した状態を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態のコンクリート構造物の注入改質方法で使用する供給パイプの固定状態を模式的に示す正面図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態のコンクリート構造物の注入改質方法において穿孔を形成する穿孔装置の一例を示す模式図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態に係るコンクリート構造物に穿孔を形成して内部の状態を模式的に示す断面図である。
【図５】本発明に係る第１実施形態に係るコンクリート構造物の注入改質方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る第２実施形態に係るコンクリート構造物の注入改質方法に使用する補修管理装置を模式的に示す模式図である。
【図７】本発明に係る第２実施形態に係るコンクリート構造物の注入改質方法で使用されるデータの内容を例示する説明図である。
【図８】本発明に係る第２実施形態に係るコンクリート構造物の注入改質方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、各実施形態に係るコンクリート構造物の注入改質方法について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において参照する図面は、各実施形態を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係等が誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、以下の説明では、同一の名称および符号については原則として同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略することとする。さらに、各図において示す方向は、構成要素間の相対的な位置を示し、絶対的な位置を示すことを意図したものではない。
【００１５】
＜第１実施形態＞
コンクリート構造物の注入改質方法では、穿孔装置３０でコンクリート構造物１００の壁面に穿孔を形成して機能剤液供給装置１を用いてコンクリート構造物１００に機能性剤液Ｒを注入しコンクリート構造物１００の劣化を抑制することで補修を行っている。ここで使用される機能剤液供給装置１は、機能剤液Ｒの収納タンク２と、この収納タンク２から機能剤液Ｒを供給する供給パイプ１０と、を備えている。
【００１６】
穿孔装置３０は、既存の装置を使用することができる。この穿孔装置３０は、例えば、図３に示すように、コンクリート構造物１００の壁面等に固定する固定部３１と、この固定部３１に連続して設けられた可動部３２と、この可動部３２に設けられたガイドバー３３と、このガイドバー３３に沿って移動するドリル本体３４と、このドリル本体３４に設けられ先端にダイヤモンド粒の刃先を有するコアビット３５と、ドリル本体３４をガイドバー３３に沿って上下させる動作を行うハンドル３６とを主に備えている。なお、穿孔装置３０は、固定部３１が真空吸着により固定させる場合には、真空ポンプ等の固定機構ＣＡを使用する。また、穿孔装置３０は、穿孔Ｈを形成するときに冷却水を循環させる水循環機構ＷＫを使用している。
【００１７】
穿孔装置３０は、壁面に固定部３１を介して固定し、可動部３２の角度を調整して穿孔作業を行う。そして、穿孔装置３０は、水循環機構ＷＫにより、冷却水を循環させて穿孔作業を行っている。つまり、穿孔作業中は、コアビット３５の先端側に水循環機構ＷＫから冷却水を供給し、発生するコンクリートの切粉と冷却水が混ざったスラッジを循環経路により回収し、フィルタを介して回収したスラッジから冷却水を分離し、循環経路により再度、コアビット３５の先端側に供給している。また、穿孔装置３０は、予めコンクリート構造物１００の内部に設けられている鉄筋を避けるように穿孔Ｈを形成する。穿孔装置３０は、コンクリート構造物１００の製造したときの情報にもとづいて、穿孔Ｈの位置が調整されることで鉄筋を避けて穿孔Ｈを形成することができる。
【００１８】
なお、図４に示すように、穿孔装置３０は、穿孔長さ（深さ）Ｌ１を、例えば、１０００〜１２０００ｍｍの寸法となるに形成することができる。穿孔装置３０で穿孔長さＬ１を長くしたい場合には、コアビット３５を長さ方向に延長して接続する接続ビット（両端に接続部を備える金属製のパイプ）を使用することで可能となる。穿孔装置３０では、穿孔Ｈが９〜２５ｍｍの範囲となる直径φで、コンクリート構造物１００を貫通しないように穿孔長さＬ１に形成される。そして、コンクリート構造物１００は、穿孔Ｈが所定の間隔で形成される。例えば、穿孔Ｈは、２００〜１０００ｍｍの間隔ごとに形成されることになる。さらに、穿孔Ｈは、壁面に対して地面側に傾斜する傾斜角度θが１０〜７０度の範囲で形成されることが好ましい。穿孔Ｈが傾斜角度θを持って形成されることで、充填される機能剤液Ｒを常に穿孔Ｈ内に孔底から孔開口まで連続して充填することができる。
【００１９】
図１に示すように、収納タンク２は、コンクリート構造物１００の上面や壁面あるいはコンクリート構造物に付属する部材に設置される。図面では、収納タンク２がコンクリート構造物１００の側壁面に固定された状態として説明する。この収納タンク２は、収納部３と、この収納部３の上方に形成したタンク開口に着脱自在に設けた蓋部４と、収納部３の下方に設けた、供給パイプ１０を接続するパイプ接続部５と、パイプ接続部５に設けた開閉バルブ６とを備えている。そして、収納タンク２は、機能剤液Ｒが複数の穿孔Ｈ内に供給され一杯になった状態でも収納部３内に機能剤液Ｒが残存する大きさであることが望ましい。また、収納タンク２は、外部から収納している機能剤液Ｒの残存量が視認できる残量メータや、液面検出センサ等の検出手段を設けることや、内部の残存量が視認できる窓を形成することが好ましい。収納タンク２は、ここでは、取付冶具７および後施工アンカー８によりコンクリート構造物１００の壁面に固定されている。
【００２０】
図１および図２に示すように、供給パイプ１０は、収納タンク２からの機能剤液Ｒを穿孔Ｈに供給するものである。この供給パイプ１０は、連結分岐部材１１を介して各穿孔Ｈに挿入できる位置まで接続して設けられている。また、供給パイプ１０は、先端に固定治具１５が取り付けられ、固定治具１５を介して穿孔Ｈに固定される。この供給パイプ１０は、パイプ内の状態が視認できるように透明あるいは半透明であることが好ましい。また、供給パイプ１０は、内部を通過する機能剤液Ｒが太陽からの光の影響を受けないように表面処理がされていることが好ましい。なお、供給パイプ１０は、使用される機能剤液Ｒに対応する耐薬品性を備える素材あるいは内面処理が施されていることが好ましい。また、供給パイプ１０は、収納タンク２から連結分岐部材１１および連結分岐部材１１間に設置されるものの太さを、連結分岐部材１１から穿孔Ｈまでの間に設置されるものの太さより、大きくすることが好ましい。
【００２１】
連結分岐部材１１は、供給パイプ１０を接続して穿孔Ｈの位置に各供給パイプ１０が挿入できるようにするものである。この連結分岐部材１１は、上方からの供給パイプ１０を接続する部分と、穿孔Ｈに挿入する供給パイプ１０を接続する部分と、下方の他の連結分岐部材１１に接続させる供給パイプ１０を接続する部分とを備えている。また、連結分岐部材１１は、供給パイプ１０を接続していない部分にキャップをすることで、全ての接続する部分を用いる必要がなく、機能剤液Ｒを漏らすことなく使用することができる。連結分岐部材１１は、供給パイプ１０を接続して、分岐される供給パイプの数を増やすことができれば、その数、形状、構成等が限定されるものではない。
【００２２】
図４に示すように、固定治具１５は、供給パイプ１０を穿孔Ｈに挿入した状態で固定させることができる構成を備えている。固定治具１５は、例えば、シリコンゴムで形成された楔形状の部材であって、他端側が一端側よりも直径が大きく供給パイプ１０よりも太くなるように形成されている。そして、固定治具１５は、一端側と他端側とに連続して供給パイプ１０を挿通することができる挿通穴が形成されている。したがって、供給パイプ１０は、固定治具１５の挿通穴に供給パイプ１０の一端側を挿通した状態として穿孔Ｈに挿入して固定した状態となる。
【００２３】
機能剤液Ｒは、コンクリート構造物１００の内部に存在するひび割れＣ内に浸透してコンクリート構造物１００のひび割れＣが拡大しないようにするものである。この機能剤液Ｒは、アルカリ骨材反応の抑制、塩害の抑制、塩化物イオンの固定、アルカリ補充による中性化抑制等の少なくとも一つの機能を有するものである。機能剤液Ｒは、例えば、コンクリート改質剤、浸透性吸収防止剤が使用される。また、機能剤液Ｒは、例えば、アルカリ骨材反応対策剤、塩害対策剤が使用される。コンクリート改質剤は、一例として、ケイ酸リチウム、ケイナトリウム等が使用される。また、浸透性吸収防止剤は、一例として、シラン系材料、シランシロキサン系材料等が使用される。さらに塩害対策剤としては、リチウム含有ゼオライト、亜硝酸リチウム、過酸化水素水、プロピオン酸カルシウム等が使用される。これらの機能剤液Ｒは、液状又はクリーム状の状態で使用される。なお、機能剤液Ｒは、幅が小さなひび割れＣ２の部分にも入り込んでいけるような粘度が低い状態で使用される。機能剤液Ｒをひび割れ部分Ｃに浸透させ、その後必要に応じて穿孔Ｈを塞ぐことで、ＡＳＲ、塩害、凍結融解、中性化などの劣化の原因が改善される。
【００２４】
つぎに、コンクリート構造物の注入改質方法について、以下に説明する。
図５に示すように、コンクリート構造物の注入改質方法Ｓは、穿孔工程Ｓ１、パイプ固定工程Ｓ２と、供給工程Ｓ３と、補充工程Ｓ６とを少なくとも行っている。
穿孔工程Ｓ１は、コンクリート構造物１００の壁面に穿孔を形成する工程である。この穿孔工程Ｓ１は、穿孔装置３０を使用して穿孔Ｈが形成される。穿孔工程Ｓ１では、例えば、コンクリート構造物１００の壁面に穿孔装置３０が固定機構ＣＡを介して固定される。そして、穿孔装置３０の可動部３２を所定の角度に設定し可動部３２を固定した状態で穿孔作業を行う。穿孔作業は、水循環機構ＷＫを介してコアビット３５の先端側に冷却水を供給しながら行われる。穿孔工程Ｓ１で形成される穿孔Ｈは、コンクリート構造物１００を貫通しないように形成される。ここでは、例えば、コンクリート構造物１００を所定の角度で貫通したときの長さを１００％とした場合、５０〜９０％の範囲で穿孔Ｈが形成される。
【００２５】
また、穿孔工程Ｓ１では、コンクリート構造物１００の壁面に５〜２５ｍｍの直径φの穿孔Ｈを、３００〜１０００ｍｍの間隔で複数形成する。なお、コンクリート構造物１００には、図２で示すように、ここでは一例として６行３列の穿孔Ｈを形成した状態として説明しているが、その形成される穿孔Ｈの数や位置を限定するものではない。また、穿孔工程Ｓ１で形成される穿孔Ｈの傾斜角度θは、垂直方向を９０度とした場合、０度≦θ≦９０度の範囲である。傾斜角度θは、ここでは１０度から７０度の範囲が好ましく、２０度か５０度の範囲であることがより好ましい。穿孔Ｈは、傾斜角度θで形成されることで、常に穿孔Ｈ内に機能剤液Ｒが液圧により充填される状態となる。なお、傾斜角度θが０度のときとは、壁面に直交する水平な穿孔Ｈとなり、また、傾斜角度θが９０度のときとは、壁面に直交する上面に垂直に形成される穿孔Ｈとなることを示している。
【００２６】
なお、穿孔工程Ｓ１を行う前にコンクリート構造物１００の壁面を洗浄する洗浄工程Ｓ０を行うことが好ましい。洗浄工程Ｓ０は、例えば、所定の水圧をかけて壁面に噴射することで壁面を洗浄する。洗浄工程Ｓ０を行うことで、コンクリート構造物１００の壁面に付着している塵埃等の汚れが除去され、穿孔装置３０を壁面に穿孔装置３０を固定し易く、さらに、固定状態を安定することが可能となる。また、洗浄工程Ｓ０を行うことで、コンクリート構造物１００の表面にひび割れＣの有無が分かる。そして、洗浄工程Ｓ０を行った結果、コンクリート構造物１００の表面に０．１ｍｍ以上のひび割れＣが確認された場合には、目止め作業（目止め工程）を行う。目止め作業は、供給した機能剤液Ｒがコンクリート構造物１００の表面から滲みでることを防止するために行う必要がある。
洗浄工程Ｓ０を行い穿孔工程Ｓ１が終了すると、パイプ固定工程Ｓ２が行われる。
【００２７】
パイプ固定工程Ｓ２は、穿孔Ｈに供給パイプ１０を固定する工程である。このパイプ固定工程Ｓ２は、供給パイプ１０の一端に固定治具１５を装着して、穿孔Ｈに供給パイプ１０の先端が入った状態で固定治具１５の弾性力に抗して穿孔Ｈの開口に固定治具１５を挿入することで供給パイプ１０を固定している。固定治具１５は、シリコン等の弾性部材で形成されており、穿孔Ｈの開口よりも一端側が大径に形成されているので、穿孔Ｈに挿入させることで供給パイプ１０を固定することができる。このパイプ固定工程Ｓ２は、収納タンク２を設置する工程および供給パイプ１０を接続する工程と共にあるいは前後して行われる。
【００２８】
収納タンク２を設置する工程は、供給パイプ１０よりも高い位置に収納タンク２を設置する工程である。ここでは、収納タンク２は、コンクリート構造物１００の壁面で、供給パイプ１０よりも高い位置に配置され液圧により機能剤液Ｒを穿孔Ｈ内に入れることができる位置に取り付けられる。収納タンク２は、一例として、コンクリート構造物１００の側壁面に取付冶具７および後施工アンカー８により、ここでは取り付けられる構成としている。なお、コンクリート構造物１００の側壁面は、後施工アンカー８を使用することでボルト孔が形成されるが、収納タンク２を撤去するときに、固定に使用した後成功アンカーの全てを撤去しアンカー孔をコンクリート材料で塞ぎ、アンカー孔からの劣化を防ぐことができる。
【００２９】
供給パイプ１０を接続する工程は、収納タンク２と、固定治具１５を介して穿孔Ｈに固定されている供給パイプ１０との間を接続する工程である。この工程は、穿孔Ｈに固定している、あるいは、固定される供給パイプ１０の他端と、収納タンク２のパイプ接続部５との間を、他の接続用の供給パイプ１０および連結分岐部材１１を介して接続する。なお、供給パイプ１０は、収納タンク２のパイプ接続部５への接続と、連結分岐部材１１への接続と、固定治具１５を介して穿孔Ｈに固定される供給パイプ１０との接続とが、どの順番で行われても構わないものである。つまり、パイプ固定工程Ｓ２と、収納タンク２を設置する工程と、供給パイプ１０を接続する工程とは、どの工程を先に行っても構わない。パイプ固定工程Ｓ２となる、収納タンク２を設置する工程、供給パイプ１０を接続する工程と、が終了するとつぎに機能剤液Ｒの供給工程Ｓ３が行われる。
【００３０】
供給工程Ｓ３は、穿孔Ｈに固定した供給パイプ１０を介して収納タンク２に収納した機能剤液Ｒを供給する工程である。供給工程Ｓ３は、収納タンク２に収納されている機能剤液Ｒを、開閉バルブ６を操作することで、供給パイプ１０を介して穿孔Ｈに供給する。収納タンク２は、供給パイプ１０よりも高い位置に設置されることで、機能剤液Ｒを液圧により降下させ連結分岐部材１１および供給パイプ１０を通して穿孔Ｈ内に機能剤液Ｒを供給している。なお、穿孔Ｈに連続するようにひび割れＣが生じていた場合、そのひび割れＣに浸透する機能剤液Ｒが穿孔Ｈの体積の合計量に加算して必要となる。
【００３１】
特に初めに収納タンク２に収納される機能剤液Ｒの収納量は、視認されていないひび割れＣがコンクリート構造物１００内にどれだけあるか不明であるため、実際に供給してみないと分からない。そのため、収納タンク２に機能剤液Ｒを入れて、収納タンク２に機能剤液Ｒを一杯にして数分間の時間を置く。そして、数分間経過した後に収納タンク２に再度、機能剤液Ｒを入れて一杯にしておくことが好ましい。穿孔Ｈに供給される機能剤液Ｒは、穿孔Ｈに連通するひび割れＣが存在することで最初に供給量が多く、その後は最初程の供給量は必要としない場合が多い。つまり、ひび割れＣが大きいときには、直ぐに機能剤液Ｒがひび割れＣの部分に浸透するため、そのひび割れＣに入り込む量の機能剤液Ｒの供給が穿孔Ｈの空間を充填する量と併せて必要となる。また、ひび割れＣが小さい場合には、浸透するためには時間がかかることになり、直ぐに機能剤液Ｒが浸透し難い。したがって、機能剤液Ｒの供給を行う最初では、数分間時間が経過した後に、再度、収納タンク２内の収納量を確認して機能剤液Ｒを入れることで、大きなひび割れＣには直ぐに機能剤液Ｒを浸透させ、小さなひび割れＣには徐々に毛細管現象等により浸透させることになる。供給工程Ｓ３が行われた後に補充工程Ｓ６が行われる。
【００３２】
補充工程Ｓ６は、収納タンク２に機能剤液Ｒを充填する工程である。補充工程Ｓ６では、収納タンク２に機能剤液Ｒを収納した状態から、予め期限を決めて、その決まった期限内において機能剤液Ｒの補充が行われるように設定される。例えば、機能剤液Ｒを供給する期限を１年間とする場合、設定から１年間の間において定期的に機能剤液Ｒの補充が行われることになる。ここでは、補充工程Ｓ６として、設定期間が１年である場合、例えば、２カ月に１回の機能剤液Ｒの充填が行われる。補充工程Ｓ６は、所定時間の経過の判定（判定工程Ｓ４）と液面の判定（液面判定工程Ｓ５）とがＹｅｓとなった場合に行われる。つまり、設定した時間が経過したかどうかが判定され、時間が経過していなければ（Ｓ４のＮｏ）、所定時間の経過が待たれる。また、時間が経過して（Ｓ４のＹｅｓ）、作業者が目視で液面を確認して必要があると判定（液面判定工程Ｓ５）した場合（Ｓ５のＹｅｓ）には機能剤液Ｒが収納タンク２に補充される（Ｓ６）。つまり、目視した作業者が収納タンク２に収納されている機能剤液Ｒの状態が基準液面（所定液面）よりも減少していなければ補充せず、基準液面よりも減少したと判断した場合（Ｓ５のＹｅｓ）には、機能剤液Ｒが基準液面になるように補充される（Ｓ６）。なお、機能剤液Ｒが基準液面と同じ状態であった場合には（Ｓ５のＮｏ）、次の判断するタイミングとなる２カ月後に収納タンク２内の液面の高さが判定される。この補充工程Ｓ６は、設定期間が経過するまで繰り返し行われる（Ｓ７）。
【００３３】
このような補充工程Ｓ６を行うことで、穿孔Ｈに連通する小さなひび割れＣ２（図４参照）があったときに、収納タンク２との高さから機能剤液Ｒの液圧が常にかかった状態となっているので、毛細管現象によりひび割れＣ２に機能剤液Ｒを確実に浸透させることができる。なお、ここでは、ひび割れＣ１は０．１ｍｍを越える隙間があるものを示し、ひび割れＣ２は、０．１〜０．０５ｍｍまでの隙間が小さなものを示している（その両方のひび割れをＣで示している）。このような小さなひび割れＣ２では、機能剤液Ｒの表面張力等の影響から強制的に短時間（一週間以内）で圧力をかけても浸透し難いため、一定の時間をかけて毛細管現象による浸透を行うことが適している。そして、長期（一ヶ月以上）に渡り毛細管現象が起きる状態を継続的に実施することにより、例えばＡＳＲのような極小のひび割れＣ２にも機能剤液Ｒを浸透させる。また、機能剤液Ｒが、例えば、シラン系表面含浸材である場合、ひび割れＣ内のコンクリート表面に含浸させることで、撥水層である吸水防止層が形成される。要するに、目止めシールによりコンクリート表面のコンクリートひび割れＣを塞ぐだけでなく、コンクリート劣化の最大原因であるひび割れＣ内のコンクリート表面にも吸水防止層を形成して、主に水分の侵入を防止することができる。
【００３４】
以上説明したように、コンクリート構造物の注入改質方法Ｓでは、収納タンク２を穿孔Ｈよりも高い位置に設置して供給パイプ１０により穿孔Ｈ内に機能剤液Ｒを供給することで、穿孔Ｈに連通するひび割れＣに機能剤液Ｒを浸透させることができる。そして、コンクリート構造物の注入改質方法Ｓでは、特に、ひび割れＣが小さな隙間のひび割れＣ２である場合、毛細管現象により時間をかけて浸透させることで、確実にコンクリート構造物１００の現在以上の劣化を防止することができる。
また、コンクリート構造物の注入改質方法は、壁面に対して穿孔終端が穿孔開口よりも下方となるように傾斜させて形成することや、その穿孔の傾斜角度を一定にすることや変えることによりひび割れ部分に対して有効に機能剤液を浸透させることができる。
なお、コンクリート構造物の注入改質方法Ｓでは、収納タンク２の高さによる液圧で自然の毛細管現象によりひび割れＣに機能剤液Ｒを浸透させるため、コンクリート構造物１００への負担を軽減することができる。また、コンクリート構造物１００の内部の改質後は、改質に使用した機能剤液Ｒを利用して間詰め充填剤を注入することも可能となる。コンクリート改質後の充填剤はコンクリートと同質のコンクリート系の注入材を使用することがより望ましい。
【００３５】
つぎに、第２実施形態に係るコンクリート構造物の注入改質方法について、図６から図８を参照して説明する。なお、既に説明した構成、手順については、同じ符号を付して説明を適宜省略する。
図６に示すように、コンクリート構造物の注入改質方法ＳＡは、収納タンク２に設置したセンサ５０と、このセンサ５０からの信号により機能剤液Ｒの補充時期等を管理する管理装置６０とを備える管理システムＫＳを用いて補修時期が管理され機能剤液供給装置１により補修が行われる。つまり、コンクリート構造物の注入改質方法ＳＡでは、センサ５０からに信号により機能剤液Ｒの補充のタイミングを管理することで、予め設定した所定期間内において穿孔Ｈ内に常に機能剤液Ｒを充填し補修を行う。
【００３６】
以下、センサ５０および管理装置６０を備える管理システムＫＳの各構成について説明する。
センサ５０は、収納タンク２に収納される機能剤液Ｒの液面の高さを検出するものである。このセンサ５０は、非接触式の光センサ、超音波センサや、接触式のフロート式水位計等の公知のものを使用することができる。そして、センサ５０は、予め設定した値になったときに信号を出力して管理装置６０に連絡できるように構成されている。なお、センサ５０から送られる信号は、その設置されている場所等が分かる識別番号と併せた情報を信号として送るように構成されている。
【００３７】
管理装置６０は、センサ５０からの信号をアンテナ６１で受信してコンクリート構造物１００を補修する機能剤液Ｒの状態を管理するものである。管理装置６０は、入力部６２と、データ更新部６３と、記憶部６４と、タイマ６５と、データ一覧表示部６６と、出力部６７と、設定部６８とを主に備えている。
入力部６２は、アンテナ６１で受けたセンサ５０からの信号を入力するインターフェイスである。この入力部６２は、入力した信号をデータ更新部６３に出力する。
【００３８】
データ更新部６３は、入力部６２からの信号を受け取り、記憶部６４に記憶されているデータを更新する。データ更新部６３は、受け取った信号から識別番号を参照し、参照した識別番号に対応する記憶部６４のデータを、タイマ６５からの時間データと併せて更新する。また、データ更新部６３は、更新するデータにフラグをセット（１にする）している。さらに、データ更新部６３は、更新したことを示す信号をデータ一覧表示部６６に送っている。
【００３９】
記憶部６４は、設定部６８により設定されるデータを記憶するとともに、データ更新部６３により更新したデータを記憶する。ここでは、記憶部６４は、補修する必要がある複数のコンクリート構造物１００を、例えば、図７に示すような一覧表あるいはテーブル形式で記憶している。なお、一覧表あるいはテーブル形式では、識別番号、機能剤液種類、場所、案件種類、設置日時、経過日数、補充信号受信日、補充日時、設定期間等の項目が記載されて記憶されている。この記憶部６４は、ハードディスクや光ディスク等の一般的な記憶手段である。
【００４０】
データ一覧表示部６６は、設定部６８からの信号により記憶部６４に記憶されているデータをモニタ６９に表示する。また、データ一覧表示部６６は、データ更新部６３からの信号を受けると、記憶部６４から再度データを取り直しデータ更新部６３が新たに更新したデータをモニタ６９に表示する。このデータ一覧表示部６６は、モニタ６９に表示される一覧表中のフラグがセットされているデータを、他のデータよりも目立つように表示するように構成されている。データ一覧表示部６６は、一例として、フラグがセットされたデータ（機能剤液Ｒが必要なデータ）の色を変えて表示することや、データを点滅させる等することで表示する。なお、フラグがセットされたデータは、補充が終了すると設定部６８を介してフラグがリセット（０にする）される。
【００４１】
設定部６８は、記憶部６４に記憶させるデータを設定する。この設定部６８は、キーボードやマウス、スキャナ等の入力手段によりデータを記憶部６４に設定して記憶させ、また、データ一覧表示部６６によりモニタ６９に表示されるデータを入力、編集すると共に、データ更新部６３でセットされたフラグをリセットする。
出力部６７は、データ一覧表示部６６からの信号を受けてモニタ６９にデータを出力するインターフェイスである。
以上説明した管理装置６０は、パーソナルコンピュータのＣＰＵ、ハードディスク等の記憶手段等により構成することができる。
【００４２】
つぎに、図６から図８を主に参照して、コンクリート構造物の注入改質方法ＳＡについて説明する。
図３および図８に示すように、コンクリート構造物の注入改質方法ＳＡでは、コンクリート構造物１００に穿孔装置３０で穿孔Ｈを形成し、供給パイプ１０および収納タンク２を設置して、予め設定される設定期間内において機能剤液Ｒを収納タンク２に補充することで供給パイプ１０により穿孔Ｈ内に供給する。なお、コンクリート構造物の注入改質方法ＳＡでは、（洗浄工程Ｓ０と、）穿孔工程Ｓ１と、パイプ固定工程Ｓ２と、供給工程Ｓ３と、を行い、収納タンク２に設けたセンサ５０により機能剤液Ｒの液面が所定以下の値になったか否かの液面判定工程Ｓ５ＡがＹｅｓとなったときに補充工程Ｓ６Ａを行っている。そして、コンクリート構造物の注入改質方法ＳＡでは、液面判定工程Ｓ５Ａおよび補充工程Ｓ６Ａが、設定期間判定工程Ｓ７Ａで設定した期間内において行われる。また、このコンクリート構造物の注入改質方法ＳＡでは、ここでは時間による判定工程Ｓ４を行っていない。
【００４３】
コンクリート構造物の注入改質方法ＳＡでは、液面判定工程Ｓ５Ａ、補充工程Ｓ６Ａおよび設定期間判定工程Ｓ７Ａが管理装置６０により管理されることになる。つまり、管理装置６０は、センサ５０から信号が送られてくると、アンテナ６１で受け取った信号を入力部６２から入力し、データ更新部６３に送る。そして、管理装置６０は、データ更新部６３が、入力された信号から識別番号を参照して記憶部６４から対象となるデータを、タイマ６５の時間情報を付加して更新する。さらに、管理装置６０は、データ更新部６３が、データを更新すると、更新したデータにフラグをセットし、データ一覧表示部６６に更新した旨の信号を送る。管理装置６０は、モニタ６９に設定部６８を介してデータ一覧表示部６６によりデータ一覧が表示されると、補充する必要があるデータがフラグにより点滅あるいは色が変わり表示される。
【００４４】
管理装置６０では、モニタ６９に表示された補充の対象となるデータに基づいて、実際に設置された場所の収納タンク２に機能剤液Ｒが補充された場合、作業者により補充を終了した補充日時が設定部６８を介して入力されると共に、データのフラグがリセットされる。そして、管理装置６０では、設定期間判定工程Ｓ７において、液面判定工程Ｓ５Ａおよび補充工程Ｓ６Ａを繰り返し行うことで、コンクリート構造物１００の補修作業が管理される。なお、設定期間判定工程Ｓ７ＡでＹｅｓとなった場合には、作業者により設定部６８を介してデータに補修作業終了を示唆する項目のフラグを立てることで、補修終了を示す予め設定された色で示されることになる。
このようにコンクリート構造物の注入改質方法は、収納タンク２に設けたセンサ５０からの信号により機能剤液Ｒの液面を検出することで、補修されている複数の箇所を的確に管理し、穿孔Ｈ内に機能剤液を常に供給して、ひび割れＣ部分に機能剤液Ｒを浸透させることができる。さらに、コンクリート構造物の注入改質方法ＳＡでは、センサ５０からの信号により機能剤液Ｒの補充タイミングを判定しているため、コンクリート構造物１００ごとにひび割れＣの状態が異なっていても無駄な巡回をすることなく正確に機能剤液Ｒの補充を行うことが可能となる。
【００４５】
なお、第１実施形態および第２実施形態では、穿孔Ｈの傾斜角度θを一定の角度として形成することとして説明したが、以下のような傾斜角度や配置であっても構わない。
すなわち、コンクリート構造物１００の壁面およびその壁面に対向する壁面からそれぞれ穿孔Ｈを形成し、穿孔Ｈが互いに重ならない位置に形成されるようにしても構わない。
また、穿孔Ｈは、それぞれの傾斜が異なる傾斜角度で形成されるようにしてもよい。さらに、穿孔Ｈが複数形成された場合、穿孔Ｈのそれぞれの傾斜角度が予め設定したグループごとに異なるように形成しても構わない。なお、グループごとに傾斜角度θを変える場合には、例えば、コンクリート構造物１００の上端側および下端側の行方向に整列するグループ、６行３列の一例である構成では、１、２行目と５、６行目では傾斜角度θを小さくし、中央側の３，４行目では上下端側よりも傾斜角度θを大きくすることであっても構わない。つまり、予め設定したグループごとに、傾斜角度θを変えることで、コンクリート構造物の構成に対応して機能剤液Ｒを注入させひび割れＣに浸透させることができる。
このような構成にすることで、コンクリート構造物１００内の多くのひび割れＣの状態に対応して機能剤液Ｒを注入してコンクリート構造物１００の劣化原因を抑制して補修をすることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
実施形態に係るコンクリート構造物の注入改質方法は、橋梁、トンネル、原子力発電所、ダム、堤防等のコンクリート構造物の補修に利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１      機能剤液供給装置
２      収納タンク
３      収納部
４      蓋部
５      パイプ接続部
６      開閉バルブ
６ａ    接続面
６ｂ    先端面
７      取付冶具
８      後施工アンカー
１０    供給パイプ
１１    連結分岐部材
１５    固定治具
３０    穿孔装置
３１    固定部
３２    可動部
３３    ガイドバー
３４    ドリル本体
３５    コアビット
３６    ハンドル
５０    センサ
６０    管理装置
６１    アンテナ
６２    入力部
６３    データ更新部
６４    記憶部
６５    タイマ
６６    データ一覧表示部
６７    出力部
６８    設定部
６９    モニタ
１００  コンクリート構造物
Ｃ      ひび割れ
ＣＡ    固定機構
Ｈ      穿孔
ＫＳ    管理システム
Ｒ      機能剤液
Ｓ０    洗浄工程
Ｓ、ＳＡ      コンクリート構造物の注入改質方法
Ｓ１    穿孔工程
Ｓ２    パイプ固定工程
Ｓ３    供給工程
Ｓ４    判定工程
Ｓ５    液面判定工程
Ｓ６    補充工程
Ｓ７    設定期間判定工程
ＷＫ    水循環機構
【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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【図８】
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