(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートに内蔵され、該コンクリートに生じた亀裂の発生箇所に対して補修液を供給することで該亀裂を補修するための機構であって、
コンクリートと同等の脆性を有する材料によりその全体にわたって前記補修液が流通可能な複数の流通経路を有する管路網として形成されているとともに、該管路網の全体にわたって前記補修液が予め加圧状態で満たされており、前記コンクリートが亀裂を生じた際には該亀裂発生箇所において前記管路網が破断して該破断部から前記補修液を流出せしめる構成としたことを特徴とするコンクリート補修液供給機構。
【請求項２】
請求項１記載のコンクリート補修液供給機構を内蔵し、亀裂が生じた際には該機構における前記管路網が亀裂発生箇所において破断して補修液が供給されることにより、該亀裂を自身で自ずと補修可能としたことを特徴とするコンクリート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートに生じる亀裂を補修するべくコンクリートに内蔵される補修液供給機構と、それを内蔵することで亀裂を自己補修することの可能なコンクリートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、コンクリートはそれ自体では脆くて亀裂を生じやすい材料であるので、従来より種々の亀裂防止対策が提案され、実用化されているが、コンクリートの亀裂を完全に防止することはきわめて困難である。このため、特に亀裂の発生を防止する必要のある場合、たとえば十分な強度を確保する必要がある構造部材や高度の止水性が要求される壁体等に適用されるコンクリートに対しては、亀裂の有無を頻繁に点検し、亀裂を発見した際には速やかに補修を行うことが必要とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、コンクリートに対する点検や補修を頻繁に行うことは多大の手間と費用を要することは言うに及ばず、点検が不可能であったり亀裂を発見しても補修が困難な場合が多々あり、また亀裂がある程度成長するまではそれを発見できないことが通常であることから亀裂の早期発見が困難であるという問題があり、有効な改善策が必要とされている。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、亀裂が発生したら自身で自ずと補修することのできる機能を有するコンクリートを提供し、併せてそのようなコンクリートを実現するために採用して好適な補修液供給機構を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記事情に鑑み、請求項１記載の発明に係る補修液供給機構は、コンクリートに内蔵され、該コンクリートに生じた亀裂の発生箇所に対して補修液を供給することで該亀裂を補修するためのものであって、コンクリートと同等の脆性を有する材料によりその全体にわたって前記補修液が流通可能な複数の流通経路を有する管路網として形成されているとともに、該管路網の全体にわたって前記補修液が予め加圧状態で満たされており、前記コンクリートが亀裂を生じた際には該亀裂発生箇所において前記管路網が破断して該破断部から前記補修液を流出せしめる構成としたことを特徴とするものである。
【０００６】
また、請求項２記載の発明に係るコンクリートは、上記の補修液供給機構を内蔵し、亀裂が生じた際には該機構における前記管路網が亀裂発生箇所において破断して補修液が供給されることにより、該亀裂を自身で自ずと補修可能としたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。図１および図２は本発明のコンクリートを止水性が要求される壁体１に適用した場合の一例を示すものである。本実施形態の壁体１は通常の鉄筋コンクリート造の構造体として形成されるものであるが、その内部には補修液供給機構２を内蔵しており、それによりこの壁体１は亀裂が生じた際には自身で自ずと補修することが可能な機能を有するものとされている。
【０００８】
上記の補修液供給機構２は、小径の管体３が縦横に組まれて全体として格子状をなす管路網４とされたものである。その管路網４は壁体１中にそのほぼ全体にわたって埋設され、外部の適宜位置に配置されているタンク５に接続管６を介して接続されている。そして、上記のタンク５から管路網４に対して補修液Ｒが供給され、供給された補修液Ｒは管路網４の全体に満たされかつその全体にわたって流通可能とされている。また、そのタンク５は管路網４よりも上方位置に配置されることにより管路網４内の補修液Ｒに対しては適度の液頭圧が与えられており、図１に示すように管体３が破断した際にはその破断部Ｃから補修液Ｒが速やかに流出し得るようになっている。なお、必要であればタンク５を複数設置しても良い。
【０００９】
上記の管体３およびそれが組まれて形成された管路網４は、コンクリートと同等の脆性を有する材料からなるものであり、したがってこれを内蔵した壁体１の任意の位置に亀裂が生じた際にはその亀裂発生箇所において管体３も同時に破断してしまうものとなっている。管体３および管路網４を形成するための脆性材料としては水ガラス、セメント硬化体、パラフィンワックス、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、アミノプラスト樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、およびそれらの混合物、等が好適に採用可能であるが、いずれにしても上記のようにその脆性がコンクリートと同等程度であってコンクリートが亀裂を生じた際には同時に破断されるものとしておく。
【００１０】
上記の管体３およびそれにより形成される管路網４はその形成材料に対応する適宜の手法により製造できるが、その製造法の好適な一例を挙げれば、各種の繊維を束ねて繊維束とするとともにそれを格子状に組み、各繊維束の表面部に上記で例示したような樹脂を含浸あるいは吹き付けることにより、繊維束の表面部に樹脂のコーティング層を形成せしめるとともに中心部には補修液Ｒが流通し得る中空部を残す、つまり各繊維束の表面部にのみ樹脂をコーティングすることで補修液Ｒが流通可能な管体３を形成する、という手法が採用可能である。この場合、上記の繊維としてたとえば鋼繊維や炭素繊維等の高強度繊維を採用すれば、それらの繊維が壁体１に対する補強材として機能して壁体１の強度特に引張強度を格段に高めることができ、亀裂の発生を抑制することができる。ただし、そのような高強度繊維を用いる場合においても、亀裂が生じた際には管体３が支障なく破断するようにしておく必要がある。
【００１１】
なお、上記の管体３やそれにより形成される管路網４としては、これを製造する際やコンクリートに埋設する時点においては十分なる延性を有し、コンクリート中に埋設された後に時間の経過とともにあるいはコンクリート中の水分あるいはアルカリ成分と反応することにより脆性化して最終的にコンクリートと同等の脆性となる性質を有するものを採用することが好ましい。そのようにすれば、当初から脆性を有している場合に比較して製造時や埋設時に管体３が不用意に破断してしまうことを回避することができる。
【００１２】
一方、上記の補修液Ｒとしては、通常は液状を呈するとともに、コンクリートと接することでコンクリート中の水分やアルカリ成分あるいは空気と反応して硬化する性質を有するもの、あるいはその反応により亀裂を充填し得る反応生成物を生成するもの、たとえばコンクリートの表面強化剤として公知のケイ酸アルカリ系薬剤（たとえばケイ酸アルカリ系水溶液である株式会社日興製の商品名クリスタルシーラー、あるいは同社製の商品名ウルトラアッシュ等）や、コンクリートのアルカリ成分と反応して硬化するエポキシ樹脂等が採用可能であるが、いずれにしても、管体３内においては液状を保って管路網４全体にわたって流通可能であるとともに、亀裂が生じて管体３が破断されれば亀裂内に流出していき、あるいは亀裂が微細な場合等においては毛細管現象により亀裂内に滲み出していき、その亀裂内において自ずと硬化しあるいは反応してその生成物により亀裂を塞ぎ得る性質を有するものとする。
【００１３】
上記のような管路網４からなる補修液供給機構２を壁体１中に内蔵させるには、予め製作した管路網４を壁体１を形成するための型枠内に配置した後、型枠内にコンクリートを打設するのみで良い。
【００１４】
上記のような補修液供給機構２を内蔵している壁体１は、管体３およびそれにより形成されている管路網４が壁体１を構成しているコンクリートと同等の脆性であることから、既に述べたように壁体１の任意の箇所に亀裂が生じた際には管体３も亀裂発生箇所において同時に破断されることになる。そして、管体３に破断が生じると、図１中に矢印で示すように補修液Ｒが管路網４を各方向から流通していって破断部Ｃから亀裂内に流出し、あるいは毛細管現象により滲み出していき、その補修液Ｒが亀裂内において硬化し、あるいはコンクリート中の水分やアルカリ成分と反応してその反応生成物により、亀裂を自ずと塞ぐことができる。すなわち、上記の壁体１は亀裂の自己補修機能を有するものである。したがって、このような壁体１をたとえば高度の止水性が要求される止水壁として適用すれば、止水性能の信頼性を長期にわたって自ずと確保することができ、また、従来においては必要であった亀裂発生の有無を確認するための点検作業やそれにより発見した亀裂の補修作業を不要とでき、きわめて有効である。
【００１５】
なお、管体３が破断して亀裂補修が行われた後は、破断部Ｃから流出した補修液Ｒにより管体３の破断部Ｃが塞がれてしまい、したがってそれ以降はその管体３における補修液Ｒの流通は不能になるが、上記の補修液供給機構２は管体３が格子状に組まれて全体として管路網４を構成しているので、一部の管体３が流通不能となったとしても補修液Ｒは管路網４の全体にわたって支障なく流通し得るものであり、したがって他の箇所でさらに亀裂が発生してもそのまま対処し得る。
【００１６】
以上で本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記に限定されるものでは勿論なく、適宜の設計的変更や種々の応用が可能なものである。たとえば、管体３の形成材料や補修液Ｒとしては、同様の性質、機能を有するものである限りは上記で例示したもの以外も当然に採用可能である。また、管路網４の形態は上記実施形態のように直線状の管体３を平面格子状に組んだものとすることに限らず、たとえば三次元的な立体格子状に組んだものとしたり、自由な曲線を描くような多数の管体を二次元的あるいは三次元的にランダムに絡み合わせた形態の管路網とすることもできる。
【００１７】
また、上記実施形態は壁体１に適用した場合の例であるが、本発明はそのような壁体１のみならずコンクリートにより構成される種々の構造体全般に広く適用できるものであり、その適用対象の構造体の形態に応じて補修液供給機構２の形態も変更すれば良い。たとえば図３および図４は本発明をコンクリート杭１１の杭頭部に適用する場合の例を示すものであり、この場合は管体１３を円形かご状の立体格子状に組んでなる管路網１４により補修液供給機構１２を構成し、それを杭頭部において杭鉄筋１５の外側に装着する形態で配置している。この場合、大地震の被害を受けて杭頭部に亀裂が生じたような場合には、それとともに管体１３や管路網１４も破断されて補修液Ｒが流出して亀裂を自ずと塞いでしまうことになり、杭１１としての構造的な強度と信頼性を確保することができる。
【００１８】
さらに、上記の壁体１や杭１１の他に本発明の適用対象として考えられるコンクリート構造体としては、柱、梁、それらの接合部であるパネルゾーン、屋根スラブ、床スラブ、外壁、地下外壁、打込型枠、基礎、耐震壁、連続地中壁、等が挙げられる。また、それらコンクリート構造体の用途としては、たとえば貯水槽、廃棄物の貯蔵施設、放射線遮蔽壁、原子炉格納容器、道路橋の床版、等が考えられる。
【００１９】
そして、本発明のコンクリートは現場打ちにて施工することも勿論可能であるが、本発明のコンクリートを補修液供給機構を内蔵したプレキャスト製品として工場製作すれば、大量生産が可能であるし品質管理もより容易である。
【００２０】
また、上記実施形態では管路網に対して補修液供給タンクを常時接続しておいて補修液Ｒを常に供給するものとしたが、管路網に補修液Ｒを満たした後はタンクを外して補修液Ｒを管路網内に封じ込めておくこととし、管路網内の補修液Ｒが減量した場合に適宜補充するようにすることも考えられる。その場合、補修液Ｒを若干加圧状態として管路網内に封じ込めておけば、管体が破断した際に補修液Ｒが速やかに流出することになる。
【００２１】
さらに、補修液Ｒに着色しておき、それが管路網から流出して亀裂補修がなされた場合にはそのことを容易に確認できるようにしておくと、亀裂発生の有無や亀裂が補修されたことを目視により容易に確認することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明の補修液供給機構は、コンクリートと同等の脆性を有する材料によりその全体にわたって補修液が流通可能な複数の流通経路を有する管路網として形成され、かつ補修液が予め加圧状態で満たされているものであるから、これをコンクリートに内蔵させるのみでコンクリートが亀裂を生じた際にはその亀裂発生箇所において管路網が破断し、そこから補修液が流出して亀裂を自ずと塞ぐことができ、したがってこれを用いることで亀裂の自己補修機能を有するコンクリートを実現することができる。そのため、これを内蔵するコンクリートの信頼性を長期にわたって自ずと確保することができるし、従来においては必要であった亀裂発生の有無を確認するための点検作業やそれにより発見した亀裂の補修作業を不要とでき、きわめて有効である。
しかも、管路網が破断して亀裂補修が行われるとその破断部は塞がれてしまってそれ以降の補修液の流通は不能とはなるが、本発明の補修液供給機構は複数の流通経路を有する管路網として構成されているので、一部において補修液の流通経路が塞がったとしても他の流通経路を通って管路網の全体にわたって補修液が支障なく流通し得るものであり、したがってそれ以降に他の箇所でさらに亀裂が発生してもそのまま対処し得る。
また、本発明のコンクリートは、上記の補修液供給機構を内蔵することで亀裂の自己補修機能を有するものであり、したがって亀裂発生の有無を確認するための点検作業や亀裂の補修作業を不要とできるものであり、たとえば十分な強度を確保する必要がある構造部材や、高度の止水性が要求される壁体等に適用して特に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を壁体に適用した場合の一実施形態を示す正面図である。
【図２】  同、斜視図である。
【図３】  本発明を杭頭部に適用した場合の実施形態を示す立面図である。
【図４】  同、補修液供給機構の斜視図である。
【符号の説明】
Ｃ  破断部
Ｒ  補修液
１  壁体（コンクリート）
２  補修液供給機構
３  管体
４  管路網
５  タンク
１１  杭（コンクリート）
１２  補修液供給機構
１３  管体
１４  管路網
【図１】
0003863238.tif 000002
【図２】
0003863238.tif 000003
【図３】
0003863238.tif 000004
【図４】
0003863238.tif 000005