「生態系保全・コンクリート構造物の簡易補修」に関わる実践研修
コンクリート構造物の診断と補修
本日の内容
1.対策検討の流れ
1.1 点検ポイント(変状の発見)
2.変状の種類と原因
2.1 初期欠陥の種類と原因
2.2 劣化の種類と原因
2.3 損傷の種類と原因
3.簡易補修等による機能回復手法
3.1 本事業で扱う簡易補修とは…
3.2 一般的な補修工法の種類
3.3 補修材料の性質
3.4 変状の原因と種類に応じた補修工法
3.5 簡易補修等による機能回復手法
(簡易補修が可能な工法)
4.水利構造物の補修事例
5.簡易補修後の維持管理
6.水路補修改修工法資料
農業水利施設の機能と性能 ①水利用機能 : 配水の弾力性・保守管理性・環境性能 指標の例 維持管理経費、事故件数 ②水理機能 : 通水性・水理的安定性・分水制御機能 指標の例 通水量、粗度係数、通水断面 ③構造機能 : 力学的安全性,安定性,耐久性 指標の例 強度、磨耗深さ、中性化深さ、鉄筋腐食量、耐用年数 1.対策検討の流れ 変状の発見 日常・定期・臨時点検 ↓ 調査 原因の推定、程度の把握 ↓ 評価 原因の特定、程度の確定 ↓ 判定 対策の有無の判定 ↓ 対策工法の選定 簡易補修等による機能回復手法の選定 1.1 点検のポイント(変状の見分け方) 調査対象:構造的機能 変状を発見し、原因(初期欠陥・劣化・損傷)を見分ける。 2.変状の種類と原因 変状の種類 (1)ひび割れ (2)継目(目地)損傷 (3)すりへり(骨材露出) (4)たわみ・変形 (5)二次的変状 (錆汁・鉄筋露出) (エフロレッセンス) (はく離・はく落など) 変状の原因 (1)初期欠陥 : 設計,建設時の施工不良に起因 ひび割れ、ジャンカ、空洞、砂すじ、コールドジョイント、表面気泡等 (2)劣化 :使用環境や材料に起因し、時間の経過に伴って進行する変状 (凍害・中性化・化学的侵食・塩害・ASR・摩耗) ひび割れ、浮き、はく落、錆汁、変色、エフロレッセンス、すりへり 骨材露出等 (3)損傷 : 荷重、構造設計、支持条件に起因し、地震などの短期的負荷によって 変化する変状 ポイント : 特徴的な変状(ひび割れパターンなど)を見逃さない。 たわみ・ 骨材 ひび 継目 継目
ひび割れ発生の原因 2.1 初期欠陥の種類と原因 ・設計、建設時の施工不良に起因する損傷 (1)ひび割れ (2)ジャンカ(豆板) (3)コールドジョイント (4)砂すじ (5)表面気泡 初期欠陥(1)ひび割れ【低下する機能(1)中性化が速い(2)水密性の低下(漏水)】 ●原因 :材料 ①乾燥収縮 ②セメントの水和熱 ●変状の特徴 等間隔など規則的なひび割れ 拘束された壁部材、断面の大きな部材(貫通ひび割れ) ●原因 :施工 ①締固め不良 ②急激な乾燥 ●変状の特徴 特定箇所での不規則なひび割れ 初期欠陥(2)ジャンカ(豆板) 水路トンネル側面 ●原因 打設時の締固め不良 ●変状の特徴 粗骨材の露出 ●低下する機能 (1)中性化が速い (2)粗度(係数)の上昇 (3)水密性の低下(漏水) 荷 重 構造設計 支持条件 温度・湿度・化学作用 長期的な荷重・短期的な荷重 断面・鋼材量不足 構造物の不同沈下・凍上 大分類 材 料 施 工 小分類 セメント・骨材 練混ぜ・運搬・打込み・打継ぎ・締固め・養生 鋼材配置・型枠・支保工等 使用環境
初期欠陥(3)コールドジョイント ●原因 打重ね時間を過ぎてコンクリートを 打設した時、前に打設したコンクリ ートとの間に生じる不連続面 ●変状の特徴 (1)打継ぎ面のひび割れ (2)打継ぎ面の骨材露出 ●低下する機能 (1)中性化が速い (2)粗度(係数)の上昇 (3)水密性の低下(漏水) 初期欠陥(4)砂すじ ●原因 コンクリート中の水量が多く、材料 分離して上方に移動する際に生じる ●変状の特徴 コンクリート表面に、細骨材が縞状 に露出する ●低下する機能 (1)粗度(係数)の上昇 (2)コンクリート表面の強度が低く 摩耗に弱い 初期欠陥(5)表面気泡 ●原因 コンクリート中に巻込まれた気泡が なくならずに表面に残ったもの ●変状の特徴 あばた面 ●低下する機能 (1)粗度(係数)の上昇 (2)コンクリート表面の強度が低く 摩耗に弱い
2.2 劣化の種類と原因 ・時間の経過に伴って進行する変状で特徴がある ・使用環境や材料に起因 (1)中性化 (5)アルカリ骨材反応・ASR (2)塩害 (6)摩耗 (3)凍害 (7)疲労 (4)化学的侵食 (8)風化・老化 劣化(1)中性化 開水路側壁 鉄筋露出 ●原因・メカニズム 大気中の二酸化炭素がコンクリート表面 から浸入し、コンクリートのアルカリ性 が失われる現象 ●変状の特徴 RC構造物特有の変状 ①鉄筋が錆び、鉄筋に沿ったひび割れが 発生する ②錆の膨張圧で、かぶりコンクリートが はく離・はく落する ※初期欠陥でかぶり厚不足が契機に なる場合がある ●低下する機能 耐久性 劣化(2)塩害 橋桁の損傷 ●原因・メカニズム 海岸部の構造物に、潮風や波しぶきが かかり、塩分が経年と共にコンクリート 内部に浸透し、内部の鋼材が腐食する ※農作物に塩害が発生する地域の構造物 も要注意である。 ●変状の特徴 RC構造物特有の変状 ①鉄筋に沿ったひび割れが発生 ②錆汁の発生 ③錆の膨張圧で かぶりコンクリートが はく離・はく落する ●低下する機能 ①耐久性 ②安全性能 ③耐荷性能
劣化(3)凍害 開水路側壁 ●原因・メカニズム 寒冷地域(最低気温が-2℃以下になる 地域)でコンクリート中の水分が凍結, 融解を繰り返すことで微細なひび割れや、 表層部のはく離が発生し表面からボロ ボロになる現象 ●変状の特徴 ①スケーリング 鱗状の微細なひび割れと表層はく離 ②ポップアウト 骨材がはじけて円錐状のはく離 ●低下する機能 ①耐久性 ②安全性能 ③粗度(係数)の上昇 劣化(4)化学的侵食 堰 ●原因・メカニズム 温泉地域や下水道施設で,酸性物質や 硫化イオンがコンクリートを溶かし、 ボロボロになる現象 ●変状の特徴 表面からの崩壊 ●低下する機能 ①耐久性 ②安全性能 ③粗度(係数)の上昇 劣化(5)アルカリ骨材反応・ASR 排水機場の壁 ●原因・メカニズム コンクリート中のアルカリ分と骨材の シリカ鉱物が反応して、シリカゲルを 生成する。このゲルが吸水膨張して ひび割れが発生する。 ●変状の特徴 ①壁・擁壁等では網状や亀甲状に発生 ②柱・梁等では鉄筋に沿って軸方向に発生 ③骨材回りに反応リムが発生 ●低下する機能 ①耐久性 ②安全性能 ③水密性の低下 ※1986(昭和61)年 JIS改訂、これ以降のコンクリートは、ASRに対して 何らかの対策が取られている
劣化(6)摩耗(すりへり) 開水路壁面 ●原因 流水中に含まれる砂礫による摩耗 流速が速いことによるカルシウム 化合物の溶脱 ●変状の特徴 ①骨材の露出(モルタル分の流出) ②コンクリート表面の凹凸 (骨材自身の摩耗) ●低下する機能 粗度(係数)の上昇 劣化(7)疲労(道路橋RC床版) ●原因・メカニズム 過積載車両の走行(繰返し荷重)に より床版下面にひび割れが発生する 更にそのひび割れに雨水が浸透して ひび割れ幅が拡大し、ブロック状と なって、床版が陥没する ●変状の特徴 一方向ひび割れ ↓ 二方向 ↓ 格子状 ↓ 陥没に発展する ●低下する機能 ①安全性能 ②耐荷力 劣化(8)風化・老化 これまで説明したような、劣化を促進する因子に関係なく、通常の使用条件で 経年的にコンクリートが変質・劣化していく現象 低下する機能 美 観 美 観 美観 使用性 耐荷性 微粒子付着 卓越する作用 顕在化する変状 汚れ( 変色 ) 汚れ( 変色 ) 汚れ エフロレッセンス 強度低下 pH低下 水との接触による 成分溶出 生物付着
二次的変状(1)エフロレッセンス 水槽 セパ孔、打ち継目から ●原因 コンクリートの可溶成分が表面に移動し、 炭酸ガスの吸収等により析出する ※ひび割れやコールドジョイント等の 変状の有無とも関連 ●変状の特徴 コンクリート表面に白色の結晶物が析出 する(白華) ●低下する機能 ①水密性の低下 ②中性化が速い 二次的変状(2)錆汁 錆汁 ●原因 ①初期欠陥(かぶり不足) ②劣化(塩害,中性化) により鋼材が腐食する ●変状の特徴 錆汁の析出 ●低下する機能 ①耐荷力 ②耐久性 ※重大な損傷につながる場合がある 二次的変状(3)浮き・はく落 はく落 ●原因 ①初期欠陥(かぶり不足) ②劣化(塩害、中性化) により鋼材が腐食し、かぶりコンクリート 片が押し出される ●変状の特徴 ①鉄筋に沿ったひび割れ ②鋼材の露出 ●低下する機能 ①耐荷力 ②耐久性 ※コンクリート片の落下による 第三者被害の恐れがある
2.3 損傷の種類と原因 ●荷重,構造設計,支持条件に起因 ●地震などの短期的負荷によって変化する変状 (1)ひび割れ(構造的) (2)たわみ、変形 (3)継目(目地)損傷 損傷(1)ひび割れ(構造的) ●RC構造の場合 0.3mmを超える曲げひび割れ(①)や、せん断ひび割れ(②)には、要注意 損傷(2)たわみ、変形 開水路底版(浮力による損傷) 支点の不同沈下による 開水路側壁(凍上圧の補強対策) ひび割れ(支持力不足)
損傷(3)目地損傷① 角欠け Δb=L×α×(T1- T0) Δb=目地の長さ変化(mm) α=10×10-6/℃ コンクリートの熱膨張係数 開水路側壁 長さ変化(膨張)、不同沈下 L=側壁の長さ(mm) T0=年間最高気温(℃)および 年間最低気温(℃) T1=目地設置時の気温(℃) ※ L=10mの時,±1mm/10℃ 開水路側壁 長さ変化(膨張) 損傷(3)目地損傷② 原因 長さ変化(膨張) 原因 不同沈下 損傷(3)目地損傷③ 原因 目地幅の設定間違い 原因 目地位置の間違い 損傷(3)目地損傷④ 下記既存補修工は1年以内の再損傷事例が多い. 原因 ①シーリング材の耐久性不足 ②目地の伸縮に対応できない シーリング材による施工 表面被覆による施工 嵩上げ部のひび割れ 目地衝突による躯体の破損 目地からの漏水 目地材の脱落
3.簡易補修等による機能回復手法 3.1 本事業で扱う簡易補修とは… コンクリート構造物は、2章で述べた原因により変状(初期欠陥、劣化、損傷)する。 適切な補修・補強を行うことで、従前と同程度、あるいは従前以上の機能回復を図る ことができる。 本事業で取り扱う簡易補修とは、施設の変状等に対して、土地改良区の管理者が、 自らの判断で原因を推定し、自ら補修方法を決定して、自らが補修できる範囲のもの を想定する。 Ⅰ.変状原因や劣化過程の特定が困難な場合(塩害・凍害・ASR・化学的侵食など) Ⅱ.大掛りな仮設,補修機材や特殊あるいは危険を伴う工具が必要な場合 (大規模な足場、モルタル吹付け機、高圧のWJなど) Ⅲ.補修面積や延長が広範囲となり、相当の作業日数が必要となる場合 Ⅰ~Ⅲなどは、簡易補修の対象外。 簡易補修の対象外となる場合は専門会社へ調査、診断、補修・補強計画立案、実工事 を適宜委託して、適切な維持管理を行う。 3.2 一般的な補修工法の種類(簡易補修等による機能回復手法) (1)ひび割れ被覆工法 → (2)充てん工法 (3)注入工法 (1)断面修復工法 → (2)表面被覆工法 (2´)はく落防止工法 (3)表面含浸工法 3.3 補修材料の性質 ← ← ← ← → → → → → → → → ← 可 → → → ← ← → → → → → → → → → → 3.4 変状の種類と原因に応じた補修工法 3.4.1 初期欠陥に応じた補修工法 簡易補修の可能性 ひび割れ補修工法 ○ ひび割れ補修工法 断面修復工法 ひび割れ補修工法 断面修復工法 断面修復工法(素地調整) ○ 断面修復工法(素地調整) ○ ※共通の選択可能な補修工法は、表面被覆工法 ひび割れ ○ ○ ジャンカ(豆板) コールド ジョイント 砂すじ 表面気泡 粗度改善 粗度改善 粗度改善 漏水防止 漏水防止 粗度改善 漏水防止 → ← 高 大 材料選定 ← 高 高 → ← 大 → 比較項目 セメント系 曲げ・引張強度 弾性係数 高 → 有機系 初期欠陥の種類 補修方針 選択可能な補修工法 小 P/C 大 価格 熱膨張係数 吸水性 耐湿潤面 付着強度 ひび割れ補修工法 表面保護工法 目地補修 ポリマーセメント系
3.4.2 劣化に応じた工法選定(1) 簡易補修の可能性 (粗度改善) (△~○) ※劣化部の面積・規模が大きい可能性があるため、 簡易補修は、施工能力(作業人員・費用)によって判断する。 劣化に応じた工法選定(2) 断面修復工法 表面被覆工法 脱塩工法 電気防食工法 劣化したコンクリートの除去 断面修復工法 補修後の水の遮断 表面被覆工法 断面修復工法 ひび割れ補修 表面被覆工法 劣化したコンクリートの除去 断面修復工法 防食 表面被覆工法 ※上記の劣化と疲労は、簡易補修の対象外の為、専門家に相談する。 3.4.3 損傷に応じた補修工法 シーリング材の充てん (充てん工法) 成型ゴムによる補修 (応力機能目地工法) 漏水防止 継目(目地)損傷 × × ○ ○ アルカリ骨材 反応(ASR) 化学的侵食 たわみ,変形 重大な損傷につながる場合があるため、 詳細調査を行い補強対策を検討する。 (構造的) 損傷の種類 補修方針 選択可能な補修方法 選択可能な補修工法 補修方針 塩 害 凍 害 塩化物が浸透したコンクリートの除去 劣化の種類 補修後の塩化物、水、酸素の遮断 劣化したコンクリートの除去 補修後の水の遮断 ひび割れ 中性化 摩 耗 (補修後の CO2、水の遮断 (表面被覆工法) 劣化の種類 補修方針 選択可能な補修工法 ○ ○ 中性化したコン クリートの除去 (△~○) ○ 簡易補修の可能性 断面修復工法 ひび割れ補修 (表面被覆工法) 摩耗面の修正 断面修復工法
3.5 簡易補修等による機能回復手法(簡易補修が可能な工法) 3.5.1 ひび割れ補修工法 目的 : 防水性・耐久性の向上、躯体の一体化 (1)ひび割れ被覆工法(表面塗布工法) (2)充てん工法 (3)注入工法 ひび割れ幅に応じた補修工法の分類 (1) ひび割れ被覆工法 目的:防水性、耐久性の向上 適用:微細なひび割れ(0.2mm以下)
(2)充てん工法 目的:防水性、耐久性 適用:0.5mm以上の比較的大きなひび割れ 変動(動き)の大きなひび割れ 可とう性エポキシ樹脂の場合 シーリング材(コーキング材)の場合 (3) 注入工法 目的:防水性、耐久性、躯体との一体化 適用:0.2~1.0mmのひび割れ 低圧低速注入工法による補修方法の一例 「ビックス工法」(ショーボンド建設)は、 コンクリート構造物のひび割れ補修工法の 1つで、ゴムチューブを使用した特殊注入 器具によって低圧で時間をかけ、ひび割れ の奥深くまで接着材を注入する工法です。 注入作業のほとんどをゴムチューブが受け 持つ、省力化されたひび割れ補修工法です。 「ボンド シリンダー工法」(コニシ)は、 コンクリートのひび割れへの自動式低圧 樹脂注入工法です。 注入材のエポキシ樹脂は低粘度・中粘度を 使い分け、ひび割れの奥深くまで注入します。
3.5.2 表面保護工法 目的:耐久性の向上、劣化の抑制 (1)断面修復工法 (2)表面被覆工法・・・(2´)はく落防止工法 (3)表面含浸工法 (1)断面修復工法 目的 劣化により元の断面を 喪失した場合の修復。 中性化や塩化物イオン などの劣化因子を含む かぶりコンクリートを 撤去した場合のかぶり を確保する。 断面修復工法の構成 使用材料の種類 プライマー:ポリマーセメント系 鉄筋防錆材:リン酸系、有機酸、キレート化剤 断面修復材:無機系(セメント系) ポリマーセメント系 有機系(樹脂系) 断面修復材への要求性能 ①躯体コンクリートと同等の性能を有すること。 圧縮、引張、曲げ、弾性率、膨張係数、電気抵抗etc ②乾燥収縮・硬化収縮が小さいこと。 ③接着強度に優れること。 ④施工性に優れること(施工環境・条件)。 表面含浸材 ②表面含浸工法 表面被覆材(有機系、無機系) 鋼材 コンクリート ①表面被覆工法 断面修復材 ③断面修復工法 防錆処理
断面修復材料の種類と特徴 ※上記すべての材料は、品質の安定化、均一性、使用性向上を目的とし、 既配合(プレミックス)されたものを用いることができる。 断面修復材料の種類と特徴 セメント ポリマー モルタル モルタル ①力学的特性 ○ ○ ②ひび割れ抵抗性 △ △ ①中性化抑制 ○ ○ ②塩化物イオンの侵入抑制 △ ○ ③凍結融解抵抗性 ○ ○ ④化学的侵食抑制 △ ○ ⑤アルカリ骨材反応抑制 △ ○ 美観・景観に関する性能 △ ○ はく落抵抗性(付着性) ○ ○ 断面修復工法の施工方法による分類 左官工法、充てん工法、吹付工法 吹付け工法 圧送距離。 圧縮空気による吹付け力 (機械的) 流動性は低い。湿式は粘調性 があり、乾式には超速硬性あ り。 不要 大規模な施工が可能。 (断面厚さや面積が大き い場合に効果) 流動性が低く、 粘調性があり。 薄塗りは軽量 モルタルが主。 曲げおよび引張強度が高く、付着 力も大きい。水密性に優れ、凍結 融解抵抗性がある。耐摩耗性、耐 衝撃性、耐薬品性に優れる。電気 絶縁性がある(電気防食には不適) 劣化因子・劣化部除去、 劣化損傷断面修復 修復された断面に おける劣化因子の 侵入抑制・防止効果 第三者影響度に関する 性能 美観・景観 ポリマーセメント モルタル 必要 構造体コンクリートと同程度の強 度、弾性係数、熱膨張係数を得ら れる。練混ぜ、施工性が容易で大 断面の施工にも適している。電気 抵抗性が低い。 セメント モルタル 断面修復工に用いられるセメント モルタルは、セメント、混和材、 骨材、および化学混和剤などから 構成される。 ポリマー セメント モルタル ポリマー モルタル 断面修復工に用いられるポリマー セメントモルタルは、セメントモ ルタルにセメント混和用ポリマー や再乳化型粉末樹脂から構成され る。 断面修復工に用いられるポリマー モルタルは、液状樹脂(ポリマー) 骨材および充てん材から構成され る。 構造体コンクリートとの付着力が 大きく乾燥収縮量が小さい。練混 ぜ、施工性が容易で大断面の施工 にも適している。曲げおよび引張 強度が大きい。劣化因子の侵入に 対する抵抗性に優れる。 充てん工法 ポンプ圧送/運搬距離。 型枠 施工法 左官工法 小規模または 複雑な断面形状 の施工が可能。 中~大規模な施工に適 する。特に断面形状に は左右されない。 振動機が標準。高流動材料 では自己充填性能 吹付けモルタル量、圧縮空気 の圧力および流量、吹付けノ ズルマンの熟練度、鉄筋配筋 の狭隘程度。 空気抜き装置の配置、鉄筋 配筋の狭隘程度、圧入方法 などの施工手順が重要。 流動性がある。 施工規模 施工面 施工範囲 締固め 材料の特長 充てん性確保 人力 作業者の行動範囲 ○ ○ ○ △ ○ △ △ △ ○ 施工者の熟練度お よび鉄筋配筋の狭 隘程度が重要。 期待される主な効果 要求性能
左官工法 充てん工法 ※プレミックスタイプセメントモルタル(既配合) 現場で,所定の水を加えて混練りするセメントモルタル 充てん工法 → → 無収縮充てん材 型枠の脱型 → ↓ → FRP板 流込み 埋設型枠(天井,壁面)
吹付工法 CFRPグリッド AFRPグリッド (2) 表面被覆工法 目的 ①表面被覆材により、コンクリート 中への塩化物イオン、CO2、水分 など鉄筋に有害な物質の侵入を遮断 し、劣化進行を抑制する。 ②粗度係数を改善する。 ローラーハケ塗装 ③耐摩耗性を改善する. 耐久性、美観の向上を図る。 吹付け塗装 表面被覆材(塗装)への要求性能 ①劣化因子の遮断性(二酸化炭素、酸素、塩化物イオン、水等) ②付着性 ③ひび割れ追従性 ④耐アルカリ性(耐薬品性) ⑤耐候性 表面被覆材の種類 表面被覆材 ①有機系(エポキシ樹脂,ウレタン樹脂など) ②無機系(セメント系) ③ポリマーセメント系 成 形 品 ①鋼製パネル ②FRPパネル ③ポリマーセメント製パネル 圧送距離 はね返り 湿 式 乾 式 予め混練された材料を 吹付ける 施工方式 ~50m程度 少ない ノズル部でセメント、 水、急結剤を混入する ~500m程度 多い
(2‘) はく落防止工法 目的 コンクリート片落下による 第三者障害の防止 使用材料 ネット(ガラス繊維,ビニロン繊維) エポキシ樹脂接着剤含浸材 積層フィルムなど 適用部位 床版水切部、壁高欄の外側 (3) 表面含浸工法 目的 コンクリート表面から内部へ浸透、含浸させることにより、表層部に撥水性や アルカリ性を付与して、劣化を抑制する。 シラン系表面含浸材による はっ水効果(右側) シラン系 表面含浸材 けい酸 リチウム系 表面含浸材 けい酸 ナトリウム系 表面含浸材 浸透性吸水防止材とも称されコンクリート表層部に含浸させること により吸水防止層を形成し、外部からの水や塩化物イオンの侵入を 抑制する。 浸透性固化材や浸透性アルカリ付与材とも称され、コンクリート表 層部に含浸させることにより、ぜい弱なコンクリート表層部を固化 したり、中性化したコンクリート表層部にアルカリ性を付与して鉄 筋の腐食環境を改善する。 浸透性固化材や浸透性防水材、あるいはコンクリート改質材とも称 され、コンクリート表層部に含浸させることにより、細孔内部に不 溶性の結晶体を生成し、外部からの水や炭酸ガスの侵入を抑制した り、中性化したコンクリート表層部にアルカリ性を付与して鉄筋の 腐食環境を改善する。 その他 けい酸リチウム系 表面含浸材 けい酸ナトリウム系 シラン系 けい酸塩系
応力機能目地工法 (北海道、茨城県にて実施) (独)農村工学研究所ショーボンド建設(株)化成工業(株)が共同開発した工法 ①構造物の目地部にカッターを入れ、 ②エポキシ樹脂と硬化剤を配合し 箱抜き状にはつる 接着剤をつくる ③高耐久性の目地材の側面にプライマー ④目地を挿入し、目地端部など を塗布した後、接着剤を塗布 仕上げを行えば完成 シートによる目地補修 (茨城県、福井県、宮城県にて実施) (独)農村工学研究所、ショーボンド建設(株)が共同開発した耐久性に優れた 特殊ラミネートシートで目地補修を行う工法 ①目地にシートをかぶせる。 ②シートの両側をアルム その際に、メチルゴムシールに フレーム(アンカー止め) より構造物に接着させる で固定すれば完成 アルミフレームとアンカー → 目地補修工法
AGテープによる目地補修 (宮城県、愛知県、兵庫県、広島県、大分県で実施) ショーボンド建設(株)が開発した工法(試作品) AGテープとプライマー(スプレータイプ) ①目地部を清掃した後、 プライマーをスプレーします ②AGテープを接着 ③しっかり押さえれば完成 エポキシ樹脂とガラスクロス張りによる目地補修 (愛知県にて実施) エポキシ樹脂の本剤と硬化剤 目地にエポキシ樹脂を充てんし、表面強度を上げるためガラスクロスを貼り付ける エポキシ樹脂は目地の伸縮に対して優れた追従性があるが、耐候性に弱いことから トップコートとしてアクリルウレタンを塗布 目地補修工法
水中パテによるひび割れ補修 (兵庫県、広島県、大分県にて実施) 水中硬化型パテ材で手で簡単に作業ができ、水がある状況でも補修が可能 ひび割れ部をU字カットした後、 本剤と硬化剤を1:1の割合で 手でパテを充てんすれば完成 適量の水で混ぜる 止水セメントによるひび割れ補修 (兵庫県、広島県、大分県にて実施) 無機質透水性防水材 ポリマーセメントモルタル 水を加えるだけで、後は手で簡単補修ができる。 (広島県にて 実施) → → ひび割れが大きく手作業では効率が悪い場合は、型枠組立後、充てんを行う ひび割れ補修工法 (充てん工法)
コーキングによるひび割れ補修 (大分県にて実施) 追従性に優れた樹脂系シーラント ①コーキングを充てん ②ヘラで仕上げ ③完成 ひび割れ部をU字はつりしプライマーを塗布した後、コーキングを充てん。 ヘラで仕上げれば完成 ポリマーセメントモルタルによる表面保護 (北海道、茨城県、 福井県、宮城県、 兵庫県、広島県、 大分県にて実施) ①構造物の壁面を清掃しゴミや ②プライマーを塗布し、接着性 コンクリートの弱い部分を落とす を良くする ③ポリマーセメントモルタルを ④仕上げに再度プライマーを塗布 左官作業にて壁面に塗る 兵庫県・広島県・大分県では プライマーではなく コンクリート改質材を使用 表面保護工法 (断面修復工法)(表面被覆工法) ひび割れ補修工法 (充てん工法)
シートによる表面保護 (北海道、茨城県、福井県、宮城県にて実施) (独)農村工学研究所、ショーボンド建設(株)が共同開発した耐久性に優れた特殊 ラミネートシートで表面保護を行う工法 ①表面を清掃してプライマーを塗布 ②エポキシ樹脂と硬化剤を配合した 接着剤を塗布 ③シート接着 ④シートと構造物の間の空気を抜き 密着させれば完成 エポキシ樹脂とネットによる表面保護 (愛知県にて実施) ①表面を清掃 ドライネット貼り付け状況 ②プライマーを塗布 ③ドライネットを貼る ④その上に、エポキシ樹脂 とトップコートとして、 アクリルウレタンを塗布 表面保護工法 (表面被覆工法) 清掃 プライマー塗布 ドライネット貼り付け エポキシ樹脂塗布 アクリルウレタン塗布
光硬化型ネット工法 (兵庫県、広島県、大分県にて実施) 可視光の照射により硬化するネット。 コンクリートのはく落防止に使用できる。 シラン系表面含浸材 (北海道、愛知県、兵庫県、広島県、大分県にて実施) 撥水性を良くすることによりコンクリート 含浸材を塗布してあるコンクリート(右) の劣化を抑制する は、撥水するので滲み込まない ケイ酸(シリカ)質系表面含浸材 (北海道、愛知県、兵庫県、広島県、大分県にて実施) カルシウムと反応させる実験 コンクリート中のカルシウムと結合して硬化することからコンクリート表面の細かい ひび割れを補修する 5.簡易補修後の維持管理 記録 : 対策の方法(工法名、使用材料名など) 施工管理責任者(氏名)など 施工記録(施工期間、施工前および完了写真など) 点検 : 補修の目的を把握し、効果を確認する。 参考 : 維持管理に関する参考文献 1.コンクリート標準示方書「維持管理編」 土木学会 2.コンクリートのひび割れ調査、補修・補強指針2003 日本コンクリート工学協会 3.コンクリート診断技術(コンクリート診断士テキスト)日本コンクリート工学協会 表面保護工法 (表面含浸工法) 表面保護工法 (表面被覆工法)
6.水路補修改修工法資料 1.使用材料の概要 コンクリート改質剤 CS-21クリアー 水路の補修および改修において、いくら表面を優れた材料で補修しても、劣化部を除去した後の 下地が健全で強固でなければ長持ちしません。 CS-21クリアーは、このような補修および 改修用の下地処理材として、また、表面保護材としてCS-21を基に開発された材料です。 CS-21は、セメントの水和反応を活性化し促進させる触媒的性質を有したコンクリート改質剤 です。 CS-21を硬化後のコンクリート表面に塗布または散布し、硬化後散水養生を行うと、 未水和のセメントや不安定状態の水和生成物を、より安定したCSH系の結晶に速やかに変化させ、 コンクリートの空隙を充填します。CS-21クリアーは、このCS-21の基本性能をそのまま 有しています。 粉体型ポリマーセメントモルタル CSモルタル#100P/#100PS CSモルタルはCS-21クリアーと併用する場合の相性が良好で、この水路補修および改修工法に 最適なポリマーセメントモルタルです。CSモルタルは、以下のような特徴があります。 ・繊維で補強されているため、ひび割れや剥離に対し充分な抵抗性を発揮します。 ・物性が長期にわたって安定しており、耐久性、耐候性、遮塩性、凍結融解抵抗性に優れています。 ・強度発現性が良好で、特に#100PSは短時間で実用強度が得られます。 ・躯体コンクリートとの接着性に優れています。 ・水と練り混ぜるだけで使用できます。 止水セメント 止水セメントは超速硬性の無機化合物粉体で水を加えて練り混ぜるだけで急速硬化する急結セメント です。 収縮も極めて少なく、接着性、防水性、耐水圧性に優れています。 水路補修では、主に漏水しているひび割れ等の箇所に止水材として使用します。 シリコーンシーラント 土木用シリコーンシーラントは接着力と伸縮性とのバランスが良く、コンクリート目地の伸縮に対し て優れた追従性を発揮します。また、長期劣化が少なく、優れた耐候性を有します。 水路補修では、主に乾燥している目地部やひび割れの補修に使用します。 水中エポキシパテ 水中エポキシパテは本剤と硬化剤を等量ずつ手で取って混ぜて使用する作業性の良いパテ剤です。 コンクリート湿潤面でも接着力が良好で、耐水性にも優れています。また、硬化物は弾性体なので、 下地の動きに追従し、防水性を保持します。 水路補修では、主に湿潤している目地部やひび割れの補修に使用します。 コンクリート用生態系支援剤 エコショット エコショットで使用する人工ゼオライトは、石炭灰をアルカリ処理で人工的に転換して作られるゼオ ライトで、吸着、イオン交換、触媒機能などの有用機能を示す新素材です。エコショットは、それら の機能を利用して各種生物の良好な環境を整えます。藻類等の早期繁茂を可能にし水質の浄化および 捕食生物の生育を支援します。 生態系支援による環境調和機能の付加する工法です。
2.工法概要 1.下地処理工程-欠陥部処理 ・洗掘部/欠損部/脆弱部 洗掘されていたり断面が欠損している箇所や脆弱な箇所を断面修復工法により補修する。 斫り 劣化部を電動ハンマー等により斫り落とす。 高圧洗浄 高圧洗浄により汚れを除去する。 CS-21散布 CS-21クリアーを噴霧器等により散布する。 CSモルタル充填 CSモルタルをコテ等により充填し、断面を修復する。 ※必要に応じて注入工法を併用する。 ・漏水箇所 漏水している箇所を止水工法により補修する。 斫り 劣化部を電動ハンマー等により斫り落とす。 高圧洗浄 高圧洗浄により汚れを除去する。 CS-21散布 CS-21クリアーを噴霧器等により散布する。 止水セメント充填 止水セメントを充填箇所に強く詰め込み、固まるまで抑える。
2.工法概要 1.下地処理工程-欠陥部処理 ・ひび割れ箇所 ひび割れ箇所をひび割れ補修工法により補修する。 (1)乾燥している場合 U字カット コンクリートカッター等によりひび割れをU字にカットする。 高圧洗浄 高圧洗浄により汚れを除去する。 プライマー塗布 プライマーをハケ等で塗布する。 シーラント充填 コーキングガン等で、シリコーンシーラントを充填しヘラで 仕上げる。 (2)湿潤している場合 U字カット コンクリートカッター等によりひび割れをU字にカットする。 高圧洗浄 高圧洗浄により汚れを除去する。 パテ充填 均一に練り混ぜた水中エポキシパテを手またはヘラで充填する。 2.下地処理工程-目地部処理 (1)乾燥している場合 高圧洗浄 高圧洗浄により汚れを除去する。 プライマー塗布 プライマーをハケ等で塗布する。 シーラント充填 コーキングガン等で、シリコーンシーラントを充填しヘラで 仕上げる。 ※必要に応じてバックアップ材を使用する。 (2)湿潤している場合 高圧洗浄 高圧洗浄により汚れを除去する。 パテ充填 均一に練り混ぜた水中エポキシパテを手またはヘラで充填する。
2.工法概要 3.表層強化処理 高圧洗浄 高圧洗浄により汚れを除去する。 CS-21クリアー CS-21を噴霧器等により散布する。 塗布(1回目) (0.6kg/㎡) CSモルタル塗布 CSモルタルをコテにより塗り付ける。 (コテ塗り) (8~16kg/㎡) CS-21クリアー CS-21を噴霧器等により散布する。 塗布(2回目) (0.2kg/㎡) 4.環境調和処理 高圧洗浄 高圧洗浄により汚れを除去する。 プライマー塗布 プライマーをハケ等で塗布する。 エコショット材 エコショット材をリシンガン等により吹き付ける。 基礎吹き (6.09kg/㎡) エコショット材 エコショット材をリシンガン等により吹き付ける。 玉吹き (4.06kg/㎡) コンクリート改質剤 CS-21クリアー CSモルタル#100P CSモルタル#100PS コーキング材 水中エポキシパテ 止水セメント(急結セメント) シリコーンシーラント土木用 ロンジーパテ紙パック(夏用・冬用) アーローQ(促進型) 粉体型ポリマーセメントモルタル
3.事前協議事項 ひび割れ箇所 問題点 躯体を束縛し一体化させない限り、温度変化や湿潤乾燥により膨張・収縮を繰り返す ため、表面保護工を実施した場合、保護層のひび割れや剥離の原因となる。 漏水部では、水位が上がると水路外へ水が漏出し、水位が下がると水路内へ水が浸入 する。 対策案 目地を作成し、弾性を有する材料にて充填する。 漏水がある場合、止水材等を注入した後、弾性を有する材料にて充填する。 施工目地部 問題点 躯体を束縛し一体化させない限り、温度変化や湿潤乾燥により膨張・収縮を繰り返す ため、表面保護工を実施した場合、保護層のひび割れや剥離の原因となる。 漏水部では、水位が上がると水路外へ水が漏出し、水位が下がると水路内へ水が浸入 する。 一般的にひび割れより動きが大きい。 対策案 目地を作成し、弾性を有する材料にて充填する。 漏水がある場合、止水材等を注入した後、弾性を有する材料にて充填する。 水平嵩上げコンクリート打継部 問題点 躯体が一体化されていない場合、新旧コンクリートの材例の違いにより新設コンクリ ートが収縮するため、表面保護工を実施した場合、保護層のひび割れや剥離の原因と なる。 漏水部では、水位が上がると水路外へ水が漏出し、水位が下がると水路内へ水が浸入 する。 一般的にひび割れと同程度の動きがある。 対策案 目地を作成し、弾性を有する材料にて充填する。 漏水がある場合、止水材等を注入した後、弾性を有する材料にて充填する。 壁面と底面の打継部 問題点 漏水がある場合、程度により地盤や道路の陥没の可能性がある。 対策案 基本的には止水セメント等により止水し、状況にあわせて弁付パイプ等による水抜き の設置も有効である。
3.事前協議事項 壁面洗掘部 問題点 洗屈され骨材が洗い出されている部分は、躯体であるため、充填材料により骨材を一 体化させる必要がある。 一般的に保護層と同一の材料にて充填を行う場合、材料使用量の食い込みが大きく発 生する。 対策案 洗い出し部分と保護層の充填に必要充分な数量の材料を使用する。 底面洗掘部 問題点 洗屈され骨材が洗い出されている部分は、躯体であるため、充填材料により骨材を一 体化させる必要がある。 一般的に保護層と同一の材料にて充填を行う場合、材料使用量の食い込みが大きく発 生する。 砂や石等による摩擦が生じるため、骨材の大きい(最大寸法の砂粒)材料を選定する ことが望ましいが、その場合、保護層の厚さは大きくなる。 対策案 洗い出し部分と保護層の充填に必要充分な数量の材料を使用する。 仕上がり確認用施工実施の提案 問題点 補修および改修工事の場合、既存の構造物の状態や選定材料により仕上がり状態が変 化する。 そのため、現場に合わせた工法の管理基準および検査基準の設定が必要となる。 対策案 本施工に先立ち、特定の範囲を定めて施工を実施し、各工法の基準を設定する。 株式会社 アストン 〒700-0075 岡山市矢坂本町14-16 TEL 086-255-1511 FAX 086-251-3270 URL http://www.cs21.jp ※各工法毎の施工サンプルを現地に作成し、それを基準として施工管理を実施する。