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JP7415532B2 - Repair method for concrete structures - Google Patents

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JP7415532B2 JP2019227083A JP2019227083A JP7415532B2 JP 7415532 B2 JP7415532 B2 JP 7415532B2 JP 2019227083 A JP2019227083 A JP 2019227083A JP 2019227083 A JP2019227083 A JP 2019227083A JP 7415532 B2 JP7415532 B2 JP 7415532B2
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Description

本発明は、下面を含むコンクリート表面に劣化部分が生じたコンクリート構造物の補修工法に関する。 The present invention relates to a method for repairing a concrete structure in which deteriorated portions have occurred on the concrete surface including the lower surface.

従来より、コンクリート構造物の長寿命化が求められており、これを実現するべく、高強度に加えて中性化、塩害、凍害等に対して高い耐久性を有する材料の一つとして、超高強度繊維補強コンクリートが開発されている。超高強度繊維補強コンクリート(Ultra High Strength Fiber Reinforced Concrete, UFC)は、超高強度モルタルと、超高強度モルタルに高い靱性やひび割れ抑制機能を付与する高強度鋼繊維と、により構成された、耐久性100年対応の高性能コンクリートである。 Traditionally, there has been a demand for longer lifespans for concrete structures, and in order to achieve this, we have developed ultra-high strength materials that have high strength and high durability against carbonation, salt damage, freezing damage, etc. High strength fiber reinforced concrete has been developed. Ultra High Strength Fiber Reinforced Concrete (UFC) is a durable, durable concrete made of ultra high strength mortar and high strength steel fibers that give the ultra high strength mortar high toughness and crack prevention functions. It is a high-performance concrete that can last for 100 years.

ところが、超高強度繊維補強コンクリートを構成する超高強度モルタルは、高い圧縮強度を発現するために熱養生が必要とされるものが一般的である。このため、現場打設ではなく2次製品として利用される場合が多く、例えば修復用パネル材として数多くのコンクリート構造物の補修工法に採用されている。 However, the ultra-high-strength mortar constituting ultra-high-strength fiber-reinforced concrete generally requires heat curing in order to develop high compressive strength. For this reason, it is often used as a secondary product rather than cast on-site, and is used in many repair methods for concrete structures, for example, as a repair panel material.

このような中、常温養生であっても高い圧縮強度を発現することのできる超高強度モルタルとして、特許文献1~特許文献5で示す高強度モルタル組成物が開発されている。特許文献1の高強度モルタル組成物は、特定の粒度分布を有しC3S、C3Aを含有するセメントと、特定の粒度を有する細骨材及び無機質微粉末と、シリカフュームと、減水剤と、消泡剤とを組み合わせることにより、流動性の向上と、常温養生による強度向上を可能にしている。 Under these circumstances, high-strength mortar compositions shown in Patent Documents 1 to 5 have been developed as ultra-high strength mortars that can exhibit high compressive strength even when cured at room temperature. The high-strength mortar composition of Patent Document 1 includes cement having a specific particle size distribution and containing C 3 S and C 3 A, fine aggregate and inorganic fine powder having a specific particle size, silica fume, and a water reducing agent. By combining this with an antifoaming agent, it is possible to improve fluidity and improve strength by curing at room temperature.

特許第5336300号公報Patent No. 5336300 特許第5702608号公報Patent No. 5702608 特許第5592806号公報Patent No. 5592806 特許第5592807号公報Patent No. 5592807 特許第5997807号公報Patent No. 5997807

このような特許文献1~5の超高強度モルタル組成物に、高強度鋼繊維を添加した超高強度繊維補強コンクリートは、常温養生型であることから、流し込みによる現場打設方法であれば、例えば上面断面修復工のようなコンクリート構造物の補修工法に採用し、薄肉化を図りつつ、補修後のコンクリート構造物に対して高い耐久性を確保することが可能である。 The ultra-high-strength fiber-reinforced concrete obtained by adding high-strength steel fibers to the ultra-high-strength mortar compositions of Patent Documents 1 to 5 can be cured at room temperature, so if it is cast on-site by pouring, For example, it can be applied to repair methods for concrete structures, such as top cross section repair work, to ensure high durability of the repaired concrete structure while reducing wall thickness.

その一方で、例えばコンクリート床版の下面を補修するような、下面断面修復工に、上記の超高強度繊維補強コンクリートを適用しようとすると、その打設方法として、左官工法、吹付工法、床版の上面や側面からの充填流し込み工法、圧入充填工法が挙げられる。しかし、左官工法では、コンクリート床版の下面における広い範囲を補修しようとすると多大な人力と作業時間を有し、吹付工法では、粉塵やリバウンド材が施工現場周辺に飛散しやすく、環境保全の点で課題を有する。床版の上面や側面からの充填流し込み工法では、床版の上部から施工するため、床版上部を供用しながら施工することに制限が生じる。また、普通の圧縮強度のモルタルを圧入充填する場合、断面修復では、必要な耐久性を確保することが困難である。 On the other hand, when trying to apply the above-mentioned ultra-high-strength fiber-reinforced concrete to the lower surface cross-section repair work, such as repairing the lower surface of a concrete slab, the methods of placing the concrete include plastering, spraying, and floor slabs. Examples include pouring method for filling from the top or side, and press-in filling method. However, with the plastering method, it takes a lot of manpower and work time to repair a wide area under the concrete slab, and with the spraying method, dust and rebound materials are easily scattered around the construction site, making it difficult to preserve the environment. I have an issue with this. In the method of filling and pouring from the top or side of the slab, construction is performed from the top of the slab, which limits the ability to carry out construction while using the upper part of the slab. Furthermore, when press-fitting mortar with normal compressive strength, it is difficult to ensure the necessary durability through cross-sectional repair.

これらの不具合を解消できる方法が圧入充填工法であるが、超高強度繊維補強コンクリートを構成する高強度鋼繊維が、ポンプ圧送に用いるホースに刺さるもしくは繊維ダマになって詰まるなどして、圧入充填作業に支障が生じる。このように、下面断面修復工に、超高強度繊維補強コンクリートをそのまま採用するには、多くの課題が生じている。 The press-in filling method is a method that can solve these problems, but the high-strength steel fibers that make up ultra-high-strength fiber-reinforced concrete may get stuck in the hose used for pumping or become clogged with fiber clumps, resulting in press-in filling. Work will be hindered. As described above, many problems arise when using ultra-high-strength fiber-reinforced concrete as is for repairing the lower section.

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、コンクリート構造物の下面を含むコンクリート表面を補修するにあたり、断面厚さを同等以下に抑えつつ長寿命化を実現することの可能な、圧入充填工法によるコンクリート構造物の補修工法を提供することである。 The present invention was made in view of the above problems, and its main purpose is to extend the service life while keeping the cross-sectional thickness to the same level or less when repairing the concrete surface including the bottom surface of a concrete structure. It is an object of the present invention to provide a repair method for concrete structures using a press-in filling method, which is possible.

かかる目的を達成するため、本発明のコンクリート構造物の補修工法は、コンクリート構造物の下面を含むコンクリート表面に生じた劣化部分をはつり取ったのち、はつり面に対向して型枠を配置し、該型枠と前記はつり面との間に、補修材を圧入充填するコンクリート構造物の補修工法において、前記補修材が、圧縮強度100N/mm2以上のセメント系組成物と、収縮低減材料及び/又は膨張材と、非鉄繊維と、を含み、前記セメント系組成物1m3当たりの前記収縮低減材料の単位量は、10~60kg/m3であり、前記セメント系組成物1m3当たりの前記膨張材の単位量は、10~40kg/m3であり、前記セメント系組成物に対して外割りで、前記非鉄繊維を0.01~4.0vol.%混入し、前記セメント系組成物が、セメント、シリカフューム、水、減水剤、消泡剤、細骨材、及び無機質微粉末を含み、前記細骨材と前記無機質微粉末との混合物は、粒径0.15mm以下の粒群を40~80質量%、かつ、粒径0.075m m以下の粒群を30~80質量%含有され、セメント及びシリカフュームの合計量100質量%に対して、無機質微粉末を10~60質量%含むことを特徴とする。 In order to achieve such an objective, the concrete structure repair method of the present invention involves chipping away the degraded portions that have occurred on the concrete surface, including the bottom surface of the concrete structure, and then placing a formwork opposite the chipped surface. A method for repairing a concrete structure in which a repair material is press-filled between the formwork and the lifting surface, wherein the repair material comprises a cement composition having a compressive strength of 100 N/mm 2 or more, a shrinkage reducing material and/or or an expansion material and a non-ferrous fiber , the unit amount of the shrinkage reducing material per m 3 of the cementitious composition is 10 to 60 kg/m 3 , and the expansion per m 3 of the cementitious composition is The unit amount of the material is 10 to 40 kg/m 3 , and the amount of the non-ferrous fiber is 0.01 to 4.0 vol. relative to the cement composition. %, the cementitious composition contains cement, silica fume, water, a water reducing agent, an antifoaming agent, fine aggregate, and an inorganic fine powder, and the mixture of the fine aggregate and the inorganic fine powder has a granular content. Contains 40 to 80% by mass of grains with a diameter of 0.15 mm or less, and 30 to 80 mass% of grains with a grain size of 0.075 mm or less, and contains inorganic materials based on 100 mass% of the total amount of cement and silica fume. It is characterized by containing 10 to 60% by mass of fine powder .

本発明のコンクリート構造物の補修工法によれば、補修材に超高強度モルタルとして、圧縮強度100N/mm2以上のセメント系組成物と、収縮低減材料及び/又は膨張材を含む材料を採用する。これにより、補修材を圧入充填する際に充填厚さを薄くして薄肉施工を行っても、硬化後の補修材に生じやすい自己収縮や乾燥収縮ひび割れを、収縮低減材料及び/又は膨張材により抑制できる。そして、非鉄繊維をさらに含むことから、非鉄繊維の架橋効果により、不慮の事態によりひび割れが生じた場合にも、剥落を抑制することが可能となる。また、高強度鋼繊維のように重量増加もないため、セメント組成物の耐久性を高めつつ軽量化を維持することが可能となる。さらに、耐久性を確保できるため、鉄筋のかぶり厚さを低減できる。加えて、断面修復した構造物の表面に露出した鉄繊維の錆により、美観を損ねることがない。 According to the repair method for concrete structures of the present invention, a cement composition with a compressive strength of 100 N/mm 2 or more and a material containing a shrinkage reducing material and/or an expanding material are used as the repair material as an ultra-high strength mortar. . As a result, even if the filling thickness is reduced and thin-wall construction is performed when press-fitting the repair material, the self-shrinkage and drying shrinkage cracks that tend to occur in the repair material after curing can be avoided by using shrinkage-reducing materials and/or expansion materials. It can be suppressed. Since it further contains non-ferrous fibers, the cross-linking effect of the non-ferrous fibers makes it possible to suppress peeling even if cracks occur due to an unexpected situation. Furthermore, unlike high-strength steel fibers, there is no increase in weight, so it is possible to maintain a reduction in weight while increasing the durability of the cement composition. Furthermore, since durability can be ensured, the cover thickness of reinforcing bars can be reduced. In addition, the rust on the exposed iron fibers on the surface of the cross-sectionally repaired structure will not impair its aesthetic appearance.

したがって、水分や塩分等の劣化因子の侵入を抑制でき、高強度鋼繊維を用いることなく、補修後のコンクリート構造物に、超高強度繊維補強コンクリートを補修材に採用した場合と同等の高い耐久性を確保することが可能となる。また、薄肉化に伴って軽量化を図ることもできるため、補修後のコンクリート構造物において設計荷重の変更も不要となる。 Therefore, it is possible to suppress the intrusion of deterioration factors such as moisture and salt, and without using high-strength steel fibers, the repaired concrete structure has the same level of durability as when ultra-high-strength fiber-reinforced concrete is used as the repair material. This makes it possible to ensure the quality of the product. Furthermore, since the weight can be reduced by making the wall thinner, there is no need to change the design load of the repaired concrete structure.

さらに、高強度鋼繊維を使用しないため、補修材の圧入充填作業に、スクイーズ式ポンプ等の小型ポンプを採用することができる。これにより、作業空間が狭隘である等制約のある環境にあっても、効率よく補修作業を行うことが可能となる。また、高強度鋼繊維を採用する場合のように、繊維ダマができにくくホースを痛めることもなく、現場での圧入充填作業の施工性を大幅に向上することが可能となる。 Furthermore, since high-strength steel fibers are not used, a small pump such as a squeeze pump can be used for press-fitting the repair material. This makes it possible to perform repair work efficiently even in a restricted environment such as a narrow work space. In addition, unlike when high-strength steel fibers are used, fiber clumps are less likely to form and the hose is not damaged, making it possible to significantly improve the workability of press-fit filling work on site.

また、型枠を用いて補修材を圧入充填するため、吹付工法で補修する場合と比較して、リバウンド材や粉塵が周辺に飛散することなく、例えば、補修対象が、海上に位置する桟橋のコンクリート床版であるような場合にも、海域を汚染することなく周辺環境の保全に配慮した修復作業を行うことが可能となる。また、左官工法と比較して、一度の作業で広範囲に圧入充填することも可能となり、工期短縮及び工費削減に大きく寄与することが可能となる。 In addition, since the repair material is press-filled using formwork, there is no rebound material or dust scattered around, compared to when repairing using the spraying method. Even in the case of concrete floor slabs, it is possible to carry out repair work that takes into consideration the preservation of the surrounding environment without polluting the sea area. Furthermore, compared to the plastering method, it is possible to press-fit and fill a wide area in one operation, making it possible to greatly contribute to shortening the construction period and reducing construction costs.

本発明のコンクリート構造物の補修工法は、前記はつり面に対して前記型枠を、前記コンクリート表面の位置より近接して配置することを特徴とする。 The concrete structure repair method of the present invention is characterized in that the formwork is placed closer to the chisel surface than the concrete surface.

本発明のコンクリート構造物の補修工法によれば、補修後のコンクリート構造物の自重を補修前より低減し軽量化を図ることが可能になるとともに、軽量化に伴って、長期供用により生じる剥落を抑制することが可能となる。また、使用するコンクリート量を減らすこともでき、環境負荷の低減を図ることが可能となる。 According to the method for repairing concrete structures of the present invention, it becomes possible to reduce the dead weight of the repaired concrete structure compared to before repair, thereby reducing the weight. It becomes possible to suppress this. Furthermore, the amount of concrete used can be reduced, making it possible to reduce the environmental load.

本発明のコンクリート構造物の補修工法は、前記セメント系組成物の水粉体比が、30%以下であることを特徴とする。 The method for repairing concrete structures of the present invention is characterized in that the water-powder ratio of the cement composition is 30% or less.

本発明のコンクリート構造物の補修工法によれば、セメント系組成物の水粉体比を30%以下とすることにより粘性が高くなることから、ブリーディングが抑制されるためコンクリート構造物に対する補修材の付着性能を高めることができ、また、補修材の強度向上を図ることが可能となる。 According to the method for repairing concrete structures of the present invention, by setting the water-powder ratio of the cement-based composition to 30% or less, the viscosity increases, so bleeding is suppressed, so that repair materials for concrete structures can be used. It is possible to improve the adhesion performance and also to improve the strength of the repair material.

本発明のコンクリート構造物の補修工法は、前記セメントは、C3Sを40.0~75.0質量%及びC3Aを2.7質量%未満含有され、かつ、45μmふるい残分が25.0質量%未満であることを特徴とする。また、前記補修材のモルタルフロー値が、150mm以上であることを特長とする。
In the concrete structure repair method of the present invention, the cement contains 40.0 to 75.0% by mass of C 3 S and less than 2.7% by mass of C 3 A, and has a 45 μm sieve residue of 25% by mass. It is characterized by being less than .0% by mass. Further, the repair material is characterized in that a mortar flow value is 150 mm or more.

本発明のコンクリート構造物の補修工法によれば、セメント系組成物が、常温養生のみで早期に高い圧縮強度を発現できる材料であるため、工期を大幅に短縮しつつ、硬化後の補修材に高い圧縮強度を確実に確保することが可能となる。また、ブリーディング水を抑制できるため、補修材を、コンクリートのはつり面に対して確実に付着させることが可能となる。 According to the method for repairing concrete structures of the present invention, the cement-based composition is a material that can quickly develop high compressive strength just by curing at room temperature. It becomes possible to ensure high compressive strength. Furthermore, since bleeding water can be suppressed, the repair material can be reliably attached to the concrete surface.

本発明によれば、補修材として、圧縮強度100N/mm2以上のセメント系組成物と、収縮低減材料及び/又は膨張材を含む材料を採用し、高強度鋼繊維を用いることなく自己収縮及び乾燥収縮ひび割れを抑制するため、圧入充填工法を採用できるとともに、補修後のコンクリート構造物に対して断面厚さを同等以下に抑えつつ、長寿命化を実現することが可能となる。 According to the present invention, a cement composition with a compressive strength of 100 N/mm 2 or more and a material containing a shrinkage reducing material and/or an expanding material are used as the repair material, and self-shrinking and self-shrinking are achieved without using high strength steel fibers. In order to suppress drying shrinkage cracks, it is possible to use the press-in filling method, and it is also possible to extend the life of the repaired concrete structure while keeping the cross-sectional thickness to the same level or less.

本発明の実施の形態における構造物の補修工法の手順を示す図である。It is a figure showing the procedure of the repair method of the structure in an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における圧入施工試験を実施した際の補修材の配合、及び図4に示す比較例1及び2、実施例1~6の自己収縮ひずみを測定した配合を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the formulation of the repair material when the press-fitting test was conducted in the embodiment of the present invention, and the formulation in which the autogenous shrinkage strain of Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 to 6 shown in FIG. 4 was measured. 本発明の実施の形態における添加した膨張材、収縮低減材料、非鉄繊維の主成分を示す図である。It is a figure showing the main components of the added expansion material, shrinkage reducing material, and non-ferrous fiber in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における自己収縮ひずみと材齢の関係を示す図である。It is a figure showing the relationship between autogenous shrinkage strain and material age in an embodiment of the present invention.

本発明は、コンクリート構造物を補修する方法の1つである圧入充填工法に関する発明であって、超高強度繊維補強コンクリートを構成する超高強度モルタルとして適用されるような、圧縮強度100N/mm2以上のセメント系組成物と、収縮低減材料及び/又は膨張材とを含む材料を補修材として用いる。これにより、補修材の圧入充填を可能にしつつ、補修材にUFCを採用した場合と同等の効果、つまり、補修後のコンクリート構造物に対して、補修した補修材のひび割れや剥落を抑制でき、断面厚さを増やすことなく耐久性100年を確保できる、といった効果を実現するものである。 The present invention relates to a press-in filling method, which is one of the methods for repairing concrete structures, and is applicable to a compressive strength of 100 N/mm, which is applied as an ultra-high-strength mortar constituting ultra-high-strength fiber-reinforced concrete. A material containing two or more cementitious compositions and a shrinkage reducing material and/or an intumescent material is used as a repair material. As a result, while making it possible to press-fit the repair material, it has the same effect as when UFC is used as the repair material, that is, it suppresses cracking and peeling of the repair material on the repaired concrete structure. This achieves the effect of ensuring 100 years of durability without increasing the cross-sectional thickness.

以下に、コンクリート構造物の補修工法の詳細を、桟橋のコンクリート床版下面を補修する場合を事例に挙げ、図1~4を用いて説明する。なお、補修対象となるコンクリート表面は、コンクリート構造物の下面のみでなく、下面からコンクリート構造物の側端部に至る広い領域を補修対象としてもよい。 The details of the repair method for concrete structures will be explained below using Figures 1 to 4, taking as an example the case of repairing the lower surface of the concrete slab of a pier. Note that the concrete surface to be repaired may not only be the lower surface of the concrete structure, but also a wide area extending from the lower surface to the side edges of the concrete structure.

≪コンクリート構造物の補修工法≫
図1(a)で示すように、桟橋のコンクリート床版1には、下面のコンクリート表面11にコンクリートの剥落等の劣化部分12が生じている。そこで、図1(b)で示すように、この劣化部分12をはつり取って鉄筋13を露出させる。本実施の形態では、高圧水を噴射させて、またはブレーカーなどの機械で鉄筋13が露出するまで、劣化部分12のコンクリートをはつり取っている。
≪Concrete structure repair method≫
As shown in FIG. 1(a), the concrete floor slab 1 of the pier has deteriorated parts 12 such as peeling of concrete on the lower concrete surface 11. Therefore, as shown in FIG. 1(b), this degraded portion 12 is lifted off to expose the reinforcing bars 13. In this embodiment, the concrete in the degraded portion 12 is removed by jetting high-pressure water or using a machine such as a breaker until the reinforcing bars 13 are exposed.

次に、図1(c)で示すように、劣化部分12をはつり取ることにより形成されたはつり面14と対向するようにして、かつ、コンクリート床版1のコンクリート表面11があった位置よりも鉄筋13に近接させて、つまり鉄筋13のかぶり厚を低減する位置に型枠2を設置する。なお、露出させた鉄筋13には、必要に応じて、防錆材等を塗布する。 Next, as shown in FIG. 1(c), the deteriorated portion 12 is removed so that it faces the lifting surface 14 formed by removing it, and is lower than the position where the concrete surface 11 of the concrete slab 1 was. The formwork 2 is installed close to the reinforcing bars 13, that is, at a position where the cover thickness of the reinforcing bars 13 is reduced. Note that the exposed reinforcing bars 13 are coated with a rust preventive material or the like, if necessary.

こののち、図1(d)で示すように、スクイーズ式ポンプ等の小型ポンプ3から圧送ホース4を介して、はつり面14と型枠2との間に補修材5を圧入充填する。本実施の形態では、補修材5を、型枠2に圧送ホース4の挿入孔を設けて下方から上方に向けて圧入充填したが、これに限定されるものではなく、はつり表面14と型枠2との間に対して側方から圧入充填してもよい。 Thereafter, as shown in FIG. 1(d), a repair material 5 is press-fitted between the chiseling surface 14 and the formwork 2 via a pressure hose 4 from a small pump 3 such as a squeeze pump. In this embodiment, the repair material 5 is press-fitted from the bottom to the top by providing an insertion hole for the pressure hose 4 in the formwork 2. However, the present invention is not limited to this. 2 may be press-fitted from the side.

上記のコンクリート構造物の補修工法によれば、補修前のコンクリート床版1より高い耐久性を確保しながら、鉄筋13のかぶり厚を低減させることができる。また、全ての工程がコンクリート床版1の下面側での作業となるため、桟橋のコンクリート床版1上は交通開放等、供用した状態で補修作業を行うことができる。なお、はつり面14と型枠2との間の必要個所に、補強鉄筋、メッシュ部材(鋼繊維、非鉄繊維、ステンレス金網)、連続繊維などの補強材を設置したうえで、これらを埋設するようにして、補修材5を充填してもよい。 According to the repair method for a concrete structure described above, the cover thickness of the reinforcing bars 13 can be reduced while ensuring higher durability than the concrete slab 1 before repair. In addition, since all processes are performed on the underside of the concrete slab 1, repair work can be carried out on the concrete slab 1 of the pier while it is open to traffic, etc. In addition, reinforcing materials such as reinforcing steel bars, mesh members (steel fibers, non-ferrous fibers, stainless wire mesh), and continuous fibers are installed at necessary locations between the lifting surface 14 and the formwork 2, and then these are buried. Then, the repair material 5 may be filled.

また、図1(c)で示すように、型枠2を用いて補修材5を圧入充填するため、吹付工法で補修する場合と比較して、モルタル材料や粉塵が周辺に飛散することなく、補修対象が桟橋のコンクリート床版1であっても、海域を汚染することなく周辺環境の保全に配慮した修復作業を行うことが可能となる。さらに、左官工法と比較して一度の作業で広範囲に圧入充填することも可能となり、工期短縮及び工費削減に大きく寄与することが可能となる。 In addition, as shown in FIG. 1(c), since the repair material 5 is press-fitted using the formwork 2, the mortar material and dust are not scattered around, compared to the case of repair using the spraying method. Even if the target of repair is the concrete slab 1 of the pier, it is possible to carry out the repair work in consideration of preserving the surrounding environment without polluting the sea area. Furthermore, compared to the plastering method, it becomes possible to press-fit and fill a wide area in one operation, making it possible to greatly contribute to shortening the construction period and reducing construction costs.

≪補修材≫
上記のコンクリート床版1の補修工法に用いる補修材5は、圧縮強度100N/mm2以上のセメント系組成物に、膨張材と収縮低減材料のいずれか一方、もしくは膨張材及び収縮低減材料を添加したものである。さらには、必要に応じて非鉄繊維を添加している。
≪Repair materials≫
The repair material 5 used in the repair method for the concrete slab 1 described above is a cement-based composition with a compressive strength of 100 N/mm 2 or more, and either an expanding material or a shrinkage-reducing material, or an expanding material and a shrinkage-reducing material are added. This is what I did. Furthermore, non-ferrous fibers are added as needed.

採用するセメント系組成物はいずれを用いてもよい。以下に、補修材5に含むセメント系組成物として採用可能な高強度モルタル組成物の事例を示す。 Any cement composition may be used. Examples of high-strength mortar compositions that can be used as cement compositions included in the repair material 5 are shown below.

≪高強度モルタル組成物(セメント系組成物)≫
高強度モルタル組成物は、セメントと、シリカフュームと、水と、減水剤と、消泡剤と、細骨材と、無機質微粉末とを含む。
≪High-strength mortar composition (cement-based composition)≫
The high-strength mortar composition includes cement, silica fume, water, a water reducing agent, an antifoaming agent, fine aggregate, and fine inorganic powder.

セメントの鉱物組成は、C3S量が40.0~75.0質量%であり、C3A量が2.7質量%未満である。セメントのC3S量は、好ましくは45.0~73.0質量%、より好ましくは48.0~70.0質量%であり、さらに好ましくは50.0~68.0質量%である。C3A量は好ましくは2.3質量%未満であり、より好ましくは2.1質量%未満であり、さらに好ましくは1.9質量%未満である。C3S量が40.0質量%未満では圧縮強度が低くなる傾向があり、75.0質量%を超えるとセメントの焼成自体が困難となる傾向がある。また、C3A量が2.7質量%以上では流動性が悪くなる。なお、C3A量の下限値は特に限定されないが、0.1質量%程度である。 The mineral composition of the cement is such that the amount of C 3 S is 40.0 to 75.0% by mass, and the amount of C 3 A is less than 2.7% by mass. The amount of C 3 S in the cement is preferably 45.0 to 73.0% by mass, more preferably 48.0 to 70.0% by mass, and still more preferably 50.0 to 68.0% by mass. The amount of C 3 A is preferably less than 2.3% by weight, more preferably less than 2.1% by weight, even more preferably less than 1.9% by weight. If the amount of C 3 S is less than 40.0% by mass, compressive strength tends to be low, and if it exceeds 75.0% by mass, firing of the cement itself tends to become difficult. Furthermore, if the amount of C 3 A is 2.7% by mass or more, the fluidity will be poor. Note that the lower limit of the amount of C 3 A is not particularly limited, but is approximately 0.1% by mass.

また、セメントのC2S量は好ましくは9.5~40.0質量%、より好ましくは10.0~35.0質量%であり、さらに好ましくは12.0~30.0質量%である。C4AF量は好ましくは9.0~18.0質量%、より好ましくは10.0~15.0質量%であり、さらに好ましくは11.0~15.0質量%である。このようなセメントの鉱物組成の範囲であれば、高強度モルタル組成物の高い圧縮強度及び高い流動性を確保できる。 Further, the amount of C 2 S in the cement is preferably 9.5 to 40.0% by mass, more preferably 10.0 to 35.0% by mass, and even more preferably 12.0 to 30.0% by mass. . The amount of C 4 AF is preferably 9.0 to 18.0% by weight, more preferably 10.0 to 15.0% by weight, even more preferably 11.0 to 15.0% by weight. If the mineral composition of the cement is within this range, high compressive strength and high fluidity of the high-strength mortar composition can be ensured.

セメントの粒度は、45μmふるい残分が、上限で25.0質量%未満であり、好ましくは20.0質量%未満であり、より好ましくは18.0質量%未満であり、さらに好ましくは16.0質量%である。45μmふるい残分の下限は0.0質量%以上であり、好ましくは1.0質量%以上であり、より好ましくは2.0質量%以上である。セメントの粒度がこの範囲であれば、高い圧縮強度を確保でき、また、このセメントを使用して調製したモルタルスラリーは適度な粘性があるため、繊維を添加した場合には、十分な分散性が確保できる。 The particle size of the cement is such that the 45 μm sieve residue is at the upper limit less than 25.0% by weight, preferably less than 20.0% by weight, more preferably less than 18.0% by weight, even more preferably 16.0% by weight. It is 0% by mass. The lower limit of the 45 μm sieve residue is 0.0% by mass or more, preferably 1.0% by mass or more, and more preferably 2.0% by mass or more. If the particle size of the cement is in this range, high compressive strength can be ensured, and the mortar slurry prepared using this cement has a moderate viscosity, so when fibers are added, it has sufficient dispersibility. Can be secured.

シリカフュームは、金属シリコン、フェロシリコン、電融ジルコニア等を製造する際に、発生する排ガス中のダストを集塵して得られる副産物であり、主成分は、アルカリ溶液中で溶解する非晶質のSiO2である。シリカフュームの平均粒子径は、好ましくは0.05~2.0μm、より好ましくは0.10~1.5μm、さらに好ましくは0.18~0.28μmである。このようなシリカフュームを用いることで、モルタル組成物の高い圧縮強度及び高い流動性を確保できる。 Silica fume is a by-product obtained by collecting dust in the exhaust gas generated during the production of metal silicon, ferrosilicon, fused zirconia, etc., and the main component is an amorphous substance that dissolves in an alkaline solution. It is SiO2 . The average particle diameter of silica fume is preferably 0.05 to 2.0 μm, more preferably 0.10 to 1.5 μm, and still more preferably 0.18 to 0.28 μm. By using such silica fume, high compressive strength and high fluidity of the mortar composition can be ensured.

セメントを基準としたシリカフューム含有量は、好ましくは3~30質量%、より好ましくは5~20質量%、さらに好ましくは10~18質量%である。また、高強度モルタル組成物1m3当たりのシリカフュームの単位量は、好ましくは35~380kg/m3、より好ましくは58~253kg/m3、さらに好ましくは116~228kg/m3である。 The silica fume content, based on cement, is preferably 3 to 30% by weight, more preferably 5 to 20% by weight, even more preferably 10 to 18% by weight. Further, the unit amount of silica fume per m 3 of the high-strength mortar composition is preferably 35 to 380 kg/m 3 , more preferably 58 to 253 kg/m 3 , and even more preferably 116 to 228 kg/m 3 .

減水剤としては、リグニン系、ナフタレンスルホン酸系、アミノスルホン酸系、ポリカルボン酸系の減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤等を使用することができる。低水セメント比での流動性確保の観点から、減水剤として、ポリカルボン酸系の減水剤、高性能減水剤又は高性能AE減水剤を用いることが好ましく、ポリカルボン酸系の高性能減水剤を用いることがより好ましい。 As the water reducing agent, lignin-based, naphthalene sulfonic acid-based, aminosulfonic acid-based, polycarboxylic acid-based water reducing agents, high performance water reducing agents, high performance AE water reducing agents, etc. can be used. From the viewpoint of ensuring fluidity at a low water-to-cement ratio, it is preferable to use a polycarboxylic acid-based water reducing agent, a high-performance water reducing agent, or a high-performance AE water-reducing agent as the water-reducing agent. It is more preferable to use

セメントとシリカフュームの合計量100質量%に対して、減水剤を好ましくは0.5~6.0質量%、より好ましくは1.0~4.0質量%、さらに好ましくは1.8~3.0質量%である。また、高強度モルタル組成物1m3当たりの減水剤の単位量は、好ましくは7~86kg/m3、より好ましくは13~58kg/m3、さらに好ましくは18~43kg/m3である。 The water reducing agent is preferably 0.5 to 6.0 mass %, more preferably 1.0 to 4.0 mass %, and even more preferably 1.8 to 3.0 mass %, based on 100 mass % of the total amount of cement and silica fume. It is 0% by mass. Further, the unit amount of the water reducing agent per m 3 of the high-strength mortar composition is preferably 7 to 86 kg/m 3 , more preferably 13 to 58 kg/m 3 , and even more preferably 18 to 43 kg/m 3 .

消泡剤としては、特殊非イオン配合型界面活性剤、ポリアルキレン誘導体、疎水性シリカ、ポリエーテル系等が挙げられる。この場合、セメントとシリカフュームの合計量100質量%に対して、消泡剤を好ましくは0.01~2.0質量%、より好ましくは0.02~1.5質量%、さらに好ましくは0.03~1.0質量%である。 Examples of antifoaming agents include special nonionic surfactants, polyalkylene derivatives, hydrophobic silica, and polyethers. In this case, the antifoaming agent is preferably 0.01 to 2.0 mass%, more preferably 0.02 to 1.5 mass%, and still more preferably 0.01 to 2.0 mass%, based on 100 mass% of the total amount of cement and silica fume. 03 to 1.0% by mass.

高強度モルタル組成物1m3当たりの消泡剤の単位量は、好ましくは0.13~29kg/m3、より好ましくは0.26~22kg/m3、さらに好ましくは0.39~15kg/m3である。 The unit amount of the antifoaming agent per m 3 of the high-strength mortar composition is preferably 0.13 to 29 kg/m 3 , more preferably 0.26 to 22 kg/m 3 , even more preferably 0.39 to 15 kg/m 3 It is 3 .

細骨材としては、川砂、陸砂、海砂、砕砂、珪砂、石灰石骨材、高炉スラグ細骨材、フェロニッケルスラグ細骨材、銅スラグ細骨材、電気炉酸化スラグ細骨材等を使用することができる。なお、細骨材の粒度は、10mmふるいを全部通り、5mmふるいを85質量%以上通過する。 Examples of fine aggregate include river sand, land sand, sea sand, crushed sand, silica sand, limestone aggregate, blast furnace slag fine aggregate, ferronickel slag fine aggregate, copper slag fine aggregate, electric furnace oxidation slag fine aggregate, etc. can be used. Note that the particle size of the fine aggregate is such that all of the fine aggregate passes through a 10 mm sieve, and 85% by mass or more passes through a 5 mm sieve.

無機質微粉末としては、石灰石粉、珪石粉、砕石粉等を使用することができる。無機質微粉末は、石灰石粉、珪石粉、砕石粉等を比表面積が2500cm2/g以上となるまで粉砕又は分級した微粉末であり、細骨材の微粒分を補う目的で配合され、高強度モルタル組成物の流動性を改善することができる。 As the inorganic fine powder, limestone powder, silica powder, crushed stone powder, etc. can be used. Inorganic fine powder is a fine powder obtained by crushing or classifying limestone powder, silica stone powder, crushed stone powder, etc. until the specific surface area becomes 2500 cm 2 /g or more, and is blended to supplement the fine particulate content of fine aggregate and has high strength. The fluidity of the mortar composition can be improved.

本実施形態に係る細骨材と無機質微粉末との混合物は、粒径0.15mm以下の粒群を40~80質量%、好ましくは45~80質量%を含み、より好ましくは50~75質量%を含む。また、上記混合物は、粒径0.075mm以下の粒群を30~80質量%、好ましくは35~70質量%を含み、より好ましくは40~65質量%を含む。 The mixture of fine aggregate and inorganic fine powder according to the present embodiment contains 40 to 80% by mass, preferably 45 to 80% by mass, and more preferably 50 to 75% by mass of particles having a particle size of 0.15 mm or less. %including. Further, the above mixture contains 30 to 80% by mass, preferably 35 to 70% by mass, and more preferably 40 to 65% by mass of particles having a particle size of 0.075 mm or less.

無機質微粉末の含有量が30質量%以下では、モルタルスラリーの粘性が低すぎるため非鉄繊維が十分に分散しない恐れがある。無機質微粉末の含有量が90質量%を超えると、微粉量が多すぎて粘性が高くなり、所定のフローを出すためには水セメント比を増やす必要があるため強度低下に繋がる恐れがある。 If the content of the inorganic fine powder is 30% by mass or less, the viscosity of the mortar slurry will be too low, so there is a risk that the non-ferrous fibers will not be sufficiently dispersed. If the content of the inorganic fine powder exceeds 90% by mass, the amount of fine powder is too large, resulting in high viscosity, and it is necessary to increase the water-cement ratio in order to produce a predetermined flow, which may lead to a decrease in strength.

セメント及びシリカフュームの合計量100質量%に対して、細骨材を10~60質量%、無機質微粉末を10~60質量%含むことが好ましく、細骨材を15~50質量%、無機質微粉末を15~50質量%含むことがより好ましく、細骨材を15~30質量%、無機質微粉末を15~30質量%含むことがさらに好ましい。また、高強度モルタル組成物1m3当たりの細骨材及び無機質微粉末の単位量は、好ましくは140~980kg/m3、より好ましくは300~900kg/m3、さらに好ましくは600~900kg/m3である。 It is preferable to contain 10 to 60 mass % of fine aggregate and 10 to 60 mass % of fine inorganic powder, based on 100 mass % of the total amount of cement and silica fume, and 15 to 50 mass % of fine aggregate and fine inorganic powder. It is more preferable to contain 15 to 50% by mass of fine aggregate, 15 to 30% by mass of fine aggregate, and even more preferably 15 to 30% by mass of fine inorganic powder. Further, the unit amount of fine aggregate and inorganic fine powder per 1 m 3 of the high-strength mortar composition is preferably 140 to 980 kg/m 3 , more preferably 300 to 900 kg/m 3 , even more preferably 600 to 900 kg/m 3 It is 3 .

セメントとシリカフュームの合計量100質量%に対して、水を好ましくは10~25質量%、より好ましくは12~20質量%、さらに好ましくは13~18質量%を含む。高強度モルタル組成物1m3当たりの単位水量は、好ましくは180~280kg/m3、より好ましくは190~270kg/m3、さらに好ましくは200~250kg/m3である。 Water is preferably contained in an amount of 10 to 25% by weight, more preferably 12 to 20% by weight, and even more preferably 13 to 18% by weight, based on 100% by weight of the total amount of cement and silica fume. The unit water amount per m 3 of the high-strength mortar composition is preferably 180 to 280 kg/m 3 , more preferably 190 to 270 kg/m 3 , even more preferably 200 to 250 kg/m 3 .

上記の高強度モルタル組成物は、ブリーディング水が抑制され、また流動性の向上と常温養生による強度向上が可能となっている。このため、図1(d)で示すように、はつり面14がコンクリート床版1の下面にあっても、ブリーディング水の影響を受けることなく、補修材5をコンクリート床版1に確実に付着させることが可能となる。 The above-mentioned high-strength mortar composition suppresses bleeding water and can improve fluidity and strength by curing at room temperature. Therefore, as shown in FIG. 1(d), even if the lifting surface 14 is on the lower surface of the concrete slab 1, the repair material 5 can be reliably attached to the concrete slab 1 without being affected by bleeding water. becomes possible.

なお、高強度モルタル組成物に含まれるセメントの比表面積や製造方法、無機質微粉末の比表面積等、高強度モルタル組成物の詳細は、特許第5997807号公報に譲る。 The details of the high-strength mortar composition, such as the specific surface area of the cement contained in the high-strength mortar composition, the manufacturing method, and the specific surface area of the inorganic fine powder, are given in Japanese Patent No. 5997807.

次に、高強度モルタル組成物とともに添加される、収縮低減材料、膨張材、非鉄繊維について、以下に説明する。 Next, the shrinkage reducing material, expansion material, and non-ferrous fibers that are added together with the high-strength mortar composition will be explained below.

≪収縮低減材料≫
収縮低減材料としては、無機系物質では収縮低減材として、珪灰石、石英等が挙げられ、また有機系物質では収縮低減剤として、低級アルコールアルキレンオキサイド付加物やエーテル型非イオン表面活性剤等を使用することができる。高強度モルタル組成物の1m3あたりの収縮低減剤の単位量は、10~60kg/m3、好ましくは10~40kg/m3である。収縮低減剤が10kg/m3未満では、十分な収縮低減効果が得られず、60kg/m3より多くなると、補修材5の粘性が増加して空気を巻き込み、圧縮強度が低下する。また、硬化するまでの時間が大幅に遅れる。
≪Shrinkage reduction material≫
Shrinkage reducing materials include wollastonite, quartz, etc. for inorganic materials, and lower alcohol alkylene oxide adducts, ether type nonionic surfactants, etc. as shrinkage reducing agents for organic materials. can be used. The unit amount of shrinkage reducing agent per m 3 of the high strength mortar composition is from 10 to 60 kg/m 3 , preferably from 10 to 40 kg/m 3 . When the amount of the shrinkage reducing agent is less than 10 kg/m 3 , a sufficient shrinkage reducing effect cannot be obtained, and when it is more than 60 kg/m 3 , the viscosity of the repair material 5 increases and air is drawn in, resulting in a decrease in compressive strength. Additionally, the time required for curing is significantly delayed.

≪膨張材≫
膨張材としては、生石灰、石膏、マグネシア、石灰系、エトリンガイト系等を使用することができる。高強度モルタル組成物の1m3あたりの膨張材の単位量は、10~40kg/m3、好ましくは15~30kg/m3である。膨張材が10kg/m3未満では、膨張効果が小さく、補修材5の最終的な収縮ひずみが大きくなり、ひび割れ抑制効果が得られない。また、40kg/m3より多くなると、遅れ膨張が生じて圧縮強度が低下する。
≪Expansion material≫
As the expanding material, quicklime, gypsum, magnesia, lime, ettringite, etc. can be used. The unit amount of expanding material per m 3 of the high-strength mortar composition is 10 to 40 kg/m 3 , preferably 15 to 30 kg/m 3 . If the amount of the expanding material is less than 10 kg/m 3 , the expansion effect will be small, the final shrinkage strain of the repair material 5 will be large, and the crack suppressing effect will not be obtained. Moreover, if it exceeds 40 kg/m 3 , delayed expansion occurs and the compressive strength decreases.

上記の収縮低減材料及び膨張材を用いることで、高強度鋼繊維を用いることなく、自己収縮や乾燥収縮ひびわれの抑制効果を高めることが可能になる。また、高強度鋼繊維を添加しないことに伴い、補修材5をスクイーズ式ポンプ等の小型ポンプで圧入充填することも可能となる。なお、収縮低減材料及び膨張材は、いずれか一方のみを添加してもよいし、両者を併せて添加してもよい。 By using the above-mentioned shrinkage reducing material and expansion material, it is possible to enhance the effect of suppressing self-shrinkage and drying shrinkage cracking without using high-strength steel fibers. Further, since high-strength steel fibers are not added, the repair material 5 can be press-filled using a small pump such as a squeeze pump. Note that either the shrinkage reducing material or the expansion material may be added alone, or both may be added together.

≪非鉄繊維≫
非鉄繊維としては、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、ビニロン繊維、ポリエチレン繊維、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、セルロース繊維、PBO繊維、バサルト繊維、ジュート繊維等を単独または複数併用して使用することができる。非鉄繊維は、補修材5に対して外割で、0.01~4.0vol.%、好ましくは0.05~2.0vol.%を含む。非鉄繊維が、0.01vol.%未満では、十分な剥落低減効果及び収縮低減効果が得られず、一方、4.0vol.%より多くなると、繊維ダマが生じてポンプが閉塞したり、補修材5の流動性が低下する。
≪Non-ferrous fibers≫
As non-ferrous fibers, polypropylene fibers, nylon fibers, vinylon fibers, polyethylene fibers, glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, cellulose fibers, PBO fibers, basalt fibers, jute fibers, etc. can be used singly or in combination. . The non-ferrous fiber has a volume of 0.01 to 4.0 vol. relative to the repair material 5. %, preferably 0.05 to 2.0 vol. %including. The non-ferrous fiber has a volume of 0.01 vol. %, sufficient peeling-reducing effect and shrinkage-reducing effect cannot be obtained; %, fiber clumps will occur and the pump will become clogged, and the fluidity of the repair material 5 will decrease.

非鉄繊維の繊維長は、圧送ホース4の直径及び断面修復厚さよりも短いものが好ましい。 The fiber length of the non-ferrous fibers is preferably shorter than the diameter and cross-sectional repair thickness of the pressure hose 4.

補修材5は、非鉄繊維をさらに含むことで、非鉄繊維の架橋効果により、不慮の事態によりひび割れが生じた場合にも、剥落を抑制することが可能となる。また、高強度鋼繊維を含む場合のように、断面修復した構造物の表面に露出した鉄繊維の錆により、美観を損ねることがない。なお、非鉄繊維は、セメント組成物に必ずしも添加しなくてもよい。 By further including non-ferrous fibers, the repair material 5 can suppress peeling even if cracks occur due to an unexpected situation due to the cross-linking effect of the non-ferrous fibers. In addition, unlike in the case of high-strength steel fibers, the appearance of the structure is not spoiled due to rust on the exposed iron fibers on the surface of the cross-sectionally repaired structure. Note that the non-ferrous fibers do not necessarily need to be added to the cement composition.

≪補修材の作製方法≫
上述する補修材5は、セメント、シリカフューム、細骨材、無機質微粉末、消泡剤、膨張材(を添加する場合)を二軸強制練りミキサに投入して空練りしたのち、減水剤、収縮低減剤(を添加する場合)を含む練混ぜ水をミキサ内に投入して数分間練混ぜを行う。その後、非鉄繊維をさらに投入し撹拌することにより作製される。なお、収縮低減剤に替えて収縮低減材を採用する場合は、空練りの工程時に添加する。
≪Method for producing repair material≫
The above-mentioned repair material 5 is prepared by adding cement, silica fume, fine aggregate, inorganic fine powder, antifoaming agent, and expanding agent (if added) to a twin-screw forced mixing mixer, dry-mixing, and then mixing with a water-reducing agent and shrinkage agent. Kneading water containing the reducing agent (if added) is put into the mixer and kneaded for several minutes. After that, non-ferrous fibers are further added and stirred to produce the product. In addition, when employing a shrinkage reducing agent instead of the shrinkage reducing agent, it is added during the dry kneading process.

こうして作製された補修材5において、モルタルフロー値(JIS R 5201に規定されたモルタルフロー試験による0打モルタルフロー値)は、150mm以上が好ましく、200mm以上であればより好ましい。 In the repair material 5 thus produced, the mortar flow value (0-stroke mortar flow value according to the mortar flow test specified in JIS R 5201) is preferably 150 mm or more, and more preferably 200 mm or more.

また、空気量(JIS A 1128に規定された「フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法-空気室圧力方法」による)は、3.5%以下が好ましい。 Further, the air content (according to "Pressure test method for air content of fresh concrete - air chamber pressure method" specified in JIS A 1128) is preferably 3.5% or less.

さらに、圧縮強度は(JSCE-G 505に規定された「円柱供試体を用いたモルタルまたはセメントペーストの圧縮強度試験方法(案)」による)、材齢28日に試験し、100N/mm2以上が好ましく、120N/mm2以上がより好ましい。 Furthermore, the compressive strength (according to the "Compressive strength test method (draft) for mortar or cement paste using cylindrical specimens" stipulated in JSCE-G 505) is 100 N/mm 2 or more when tested on the 28th day of material age. is preferable, and 120 N/mm 2 or more is more preferable.

なお、高強度モルタル組成物(セメント系組成物)の水粉体比は、モルタルの粘性及び強度の観点から30%以下が好ましい。これは、水粉体比が30%以下になるとモルタルの粘性が高くなることから、ブリーディングが抑制されるため、コンクリート床版1に対する補修材5の付着性能を高めることができるとともに、補修材5の強度向上を実現できる。ここで、水粉体比を算定する際の粉体は、セメント、シリカフューム、無機質微粉末、膨張材、及び収縮低減材を含み、水分は、水と減水剤と収縮低減剤を含む。 Note that the water-powder ratio of the high-strength mortar composition (cement-based composition) is preferably 30% or less from the viewpoint of mortar viscosity and strength. This is because when the water-powder ratio becomes 30% or less, the viscosity of the mortar increases, which suppresses bleeding, which improves the adhesion performance of the repair material 5 to the concrete slab 1, and also improves the adhesion of the repair material 5 to the concrete slab 1. The strength can be improved. Here, the powder used to calculate the water-powder ratio includes cement, silica fume, inorganic fine powder, an expanding material, and a shrinkage reducing agent, and the water includes water, a water reducing agent, and a shrinking reducing agent.

≪補修材の圧入施工試験≫
以下に、図2に示す配合で作製したケース1及びケース2の補修材5について、圧入施工試験を実施し、正常に圧送できることを確認した。なお、図2において、特殊プレミックス粉体とは、セメント、シリカフューム、及び無機質微粉末を、あらかじめ混合した材料をいう。
≪Press-in construction test of repair material≫
Below, a press-fitting construction test was carried out on the repair materials 5 of Case 1 and Case 2 produced with the formulation shown in FIG. 2, and it was confirmed that they could be normally press-fed. In addition, in FIG. 2, the special premix powder refers to a material in which cement, silica fume, and inorganic fine powder are mixed in advance.

補修材5は、ケース1では非鉄繊維としてナイロン繊維(有機繊維A)を添加し、ケース2では非鉄繊維としてナイロン繊維(有機繊維A)とポリプロピレン繊維(有機繊維B)を添加した。また、ケース1及びケース2ともに高強度モルタル組成物の配合に、膨張材(EX)を粉体の内割で、また収縮低減剤(SR)を水の内割で添加している。 In the repair material 5, nylon fibers (organic fibers A) were added as non-ferrous fibers in case 1, and nylon fibers (organic fibers A) and polypropylene fibers (organic fibers B) were added as non-ferrous fibers in case 2. In addition, in both Case 1 and Case 2, an expanding agent (EX) is added as part of the powder and a shrinkage reducing agent (SR) is added as part of the water to the high-strength mortar composition.

≪補修材の圧縮強度≫
上記の補修材5を所定の型枠に流し込んで供試体を製作し、圧縮強度試験を行った。図2をみると、ケース1及びケース2ともに、圧縮強度が100N/mm2を大きく超えていることが分かる。
≪Compressive strength of repair material≫
The above repair material 5 was poured into a predetermined mold to produce a specimen, and a compressive strength test was conducted. Looking at FIG. 2, it can be seen that the compressive strength of both Case 1 and Case 2 greatly exceeds 100 N/mm 2 .

≪補修材の自己収縮ひずみ≫
図2で示すように、収縮低減剤、膨張材及び有機繊維を適宜組み合わせて添加した補修材5を6種類(実施例1~6)作製した。図3に、実施例1~6で用いた収縮低減剤(A、B)、膨張材、及び有機繊維(A、B)の主成分を示す。また、これら実施例1~6について、材齢と自己収縮ひずみとの関係を図4に示す。
≪Self-shrinkage strain of repair material≫
As shown in FIG. 2, six types (Examples 1 to 6) of repair materials 5 were prepared in which a shrinkage reducing agent, an expansion material, and an organic fiber were added in appropriate combinations. FIG. 3 shows the main components of the shrinkage reducing agent (A, B), expansion material, and organic fiber (A, B) used in Examples 1 to 6. Furthermore, for these Examples 1 to 6, the relationship between material age and autogenous shrinkage strain is shown in FIG.

上記の実施例1~6及び比較例1~2について、図4をみると、高強度モルタル組成物のみの比較例2と高強度モルタル組成物に高強度鋼繊維を添加した比較例1とでは、材齢28日で350μ程度、材齢182日で450μ程度の差が生じていた。しかし、高強度鋼繊維を添加しなくても、収縮低減材料、膨張材、及び有機繊維のいずれかを適宜添加した実施例1~6はいずれも自己収縮ひずみが、高強度鋼繊維を添加した比較例1の値におおよそ収束する結果となった。 Regarding Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 2 above, looking at FIG. 4, we can see that Comparative Example 2 using only a high-strength mortar composition and Comparative Example 1 adding high-strength steel fiber to the high-strength mortar composition There was a difference of about 350μ at the age of 28 days and about 450μ at the age of 182 days. However, even if high-strength steel fibers were not added, in Examples 1 to 6, in which shrinkage-reducing materials, expansion materials, and organic fibers were appropriately added, the self-shrinkage strain was lower than that of high-strength steel fibers. The result was approximately converged to the value of Comparative Example 1.

特に、実施例4は、材齢98日を過ぎると、比較例1より自己収縮ひずみが低減している様子がわかる。また、有機繊維を添加していない実施例2についても、材齢が増加するごとに自己収縮ひずみが、高強度鋼繊維を添加した比較例1の数値に近づいている様子がわかる。さらに、実施例1と実施例4とを比較すると、収縮低減剤を同量添加した場合であっても、実施例4のように、主成分をグリコールエーテル系誘導体とする収縮低減剤Bを添加すると、より高い収縮低減効果が得られる様子がわかる。 In particular, it can be seen that in Example 4, the autogenous shrinkage strain is reduced compared to Comparative Example 1 after the material age is 98 days. It can also be seen that in Example 2, in which no organic fibers were added, the self-shrinkage strain approached the value of Comparative Example 1, in which high-strength steel fibers were added, as the material age increased. Furthermore, when comparing Example 1 and Example 4, even when the same amount of shrinkage reducing agent is added, as in Example 4, shrinkage reducing agent B whose main component is a glycol ether derivative is added. It can be seen that a higher shrinkage reduction effect can be obtained.

また、実施例5と実施例6をみると、実施例6のように非鉄繊維としてナイロン繊維(有機繊維A)とポリプロピレン繊維(有機繊維B)の2種類を混合しても、非鉄繊維としてナイロン繊維(有機繊維A)のみを添加した実施例5との間で大きな差異がみられず、添加する非鉄繊維はナイロン繊維もしくはポリプロピレン繊維のいずれでもよいことが分かる。 In addition, looking at Examples 5 and 6, even if two types of non-ferrous fibers, nylon fibers (organic fiber A) and polypropylene fibers (organic fibers B), are mixed as in Example 6, nylon fibers as non-ferrous fibers No major difference was observed between Example 5 in which only fiber (organic fiber A) was added, and it can be seen that the non-ferrous fiber to be added may be either nylon fiber or polypropylene fiber.

上記のとおり、補修材5に、UFCを構成する高強度モルタル組成物と、収縮低減材料及び/又は膨張材を含む材料、もしくはさらに非鉄繊維を添加した材料を採用する。そして、これを、図1(a)~(d)で示すように、スクイーズ式ポンプのような小型ポンプ3を用いた圧入充填工法により、充填厚さが30mmといった薄肉施工を行っても、高い圧縮強度を確保できるとともに、自己収縮ひずみを小さくして硬化後の補修材5に生じやすい自己収縮ひび割れと乾燥収縮ひび割れを抑制できる。 As described above, the repair material 5 is made of a high-strength mortar composition constituting the UFC, and a material containing a shrinkage reducing material and/or an expansion material, or a material to which non-ferrous fibers are further added. As shown in Figures 1(a) to 1(d), even if a thin wall construction with a filling thickness of 30 mm is performed using a press-in filling method using a small pump 3 such as a squeeze pump, the cost is high. Compressive strength can be ensured, and self-shrinkage strain can be reduced to suppress self-shrinkage cracks and drying shrinkage cracks that tend to occur in the repair material 5 after curing.

したがって、水分や塩分等の劣化因子の侵入を抑制でき、高強度鋼繊維を用いることなく、補修後のコンクリート床版1に、超高強度繊維補強コンクリートを補修材に採用した場合と同等の高い耐久性、つまり、断面厚さを増やすことなく耐久性100年を実現することが可能となる。 Therefore, it is possible to suppress the intrusion of deterioration factors such as moisture and salt, and without using high-strength steel fibers, the concrete floor slab 1 after repair can achieve the same level of performance as when ultra-high-strength fiber-reinforced concrete is used as the repair material. It is possible to achieve durability, that is, 100 years of durability without increasing the cross-sectional thickness.

また、薄肉化に伴って軽量化を図ることもできるため、補修後のコンクリート床版1において設計荷重の変更も不要となる。さらに、補修材5の圧入充填作業に、スクイーズ式ポンプ等の小型ポンプ3を採用できるため、作業空間が狭隘である等制約のある環境にあっても、効率よく修復作業を行うことが可能となる。また、高強度鋼繊維を採用する場合のように繊維ダマができにくく圧送ホース4を痛めることもなく、現場での圧入充填作業の施工性を大幅に向上することが可能となる。 Further, since the weight can be reduced by making the wall thinner, there is no need to change the design load of the concrete slab 1 after repair. Furthermore, since a small pump 3 such as a squeeze pump can be used for press-fitting the repair material 5, it is possible to carry out repair work efficiently even in a restricted environment such as a narrow work space. Become. Furthermore, unlike when high-strength steel fibers are used, fiber clumps are difficult to form and the pressure feed hose 4 is not damaged, making it possible to significantly improve the workability of press-fit filling work on site.

本発明の補修材5、及び補修材5を用いた構造物の補修工法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The repair material 5 of the present invention and the method of repairing a structure using the repair material 5 are not limited to the above embodiments, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば、補修材5には、凝結促進剤、凝結遅延剤、増粘剤、ポリマーエマルジョン、ポリマーディスパージョン等を必要に応じて1種以上添加してもよい。 For example, one or more types of setting accelerators, setting retarders, thickeners, polymer emulsions, polymer dispersions, etc. may be added to the repair material 5 as necessary.

さらに、本実施の形態では、補修対象面をコンクリート床版1の下面としたが、これに限定されるものではなく、コンクリート床版1の上面であってもよいし、他の構造物の壁面等であってもよい。 Furthermore, in this embodiment, the surface to be repaired is the lower surface of the concrete slab 1, but it is not limited to this, and may be the upper surface of the concrete slab 1, or the wall surface of another structure. etc. may be used.

1 コンクリート床版(コンクリート構造物)
11 コンクリート表面
12 劣化部分
13 鉄筋
14 はつり面
2 型枠
3 小型ポンプ
4 圧送ホース
5 補修材
1 Concrete floor slab (concrete structure)
11 Concrete surface 12 Deteriorated part 13 Reinforcement bar 14 Hanging surface 2 Formwork 3 Small pump 4 Pressure feed hose 5 Repair material

Claims (5)

コンクリート構造物の下面を含むコンクリート表面に生じた劣化部分をはつり取ったのち、はつり面に対向して型枠を配置し、該型枠と前記はつり面との間に、補修材を圧入充填するコンクリート構造物の補修工法において、
前記補修材が、圧縮強度100N/mm2以上のセメント系組成物と、収縮低減材料及び/又は膨張材と、非鉄繊維と、を含み、
前記セメント系組成物1m3当たりの前記収縮低減材料の単位量は、10~60kg/m3であり、
前記セメント系組成物1m3当たりの前記膨張材の単位量は、10~40kg/m3であり、
前記セメント系組成物に対して外割りで、前記非鉄繊維を0.01~4.0vol.%混入し、
前記セメント系組成物が、セメント、シリカフューム、水、減水剤、消泡剤、細骨材、及び無機質微粉末を含み、
前記細骨材と前記無機質微粉末との混合物は、粒径0.15mm以下の粒群を40~80質量%、かつ、粒径0.075m m以下の粒群を30~80質量%含有され、
セメント及びシリカフュームの合計量100質量%に対して、無機質微粉末を10~60質量%含むことを特徴とするコンクリート構造物の補修工法。
After chipping off the degraded parts of the concrete surface, including the bottom surface of the concrete structure, a formwork is placed opposite the chiseled surface, and a repair material is press-fitted between the formwork and the chiseled surface. In the repair method of concrete structures,
The repair material includes a cement composition having a compressive strength of 100 N/mm 2 or more, a shrinkage reducing material and/or an expanding material, and a non-ferrous fiber ,
The unit amount of the shrinkage reducing material per m 3 of the cementitious composition is 10 to 60 kg/m 3 ,
The unit amount of the expanding agent per 1 m 3 of the cement-based composition is 10 to 40 kg/m 3 ,
The amount of the non-ferrous fibers is 0.01 to 4.0 vol. relative to the cement composition. % mixed,
The cement composition includes cement, silica fume, water, a water reducing agent, an antifoaming agent, fine aggregate, and inorganic fine powder,
The mixture of the fine aggregate and the inorganic fine powder contains 40 to 80% by mass of particles with a particle size of 0.15 mm or less, and 30 to 80% by mass of particles with a particle size of 0.075 mm or less. ,
A method for repairing concrete structures , comprising 10 to 60% by mass of inorganic fine powder based on 100% by mass of cement and silica fume .
請求項1に記載のコンクリート構造物の補修工法において、
前記はつり面に対して前記型枠を、前記コンクリート表面の位置より近接して配置することを特徴とするコンクリート構造物の補修工法。
In the concrete structure repair method according to claim 1,
A method for repairing a concrete structure, characterized in that the formwork is placed closer to the lifting surface than the concrete surface.
請求項1または2に記載のコンクリート構造物の補修工法において、
前記セメント系組成物の水粉体比は、30%以下であることを特徴とするコンクリート構造物の補修工法。
The method for repairing a concrete structure according to claim 1 or 2,
A method for repairing a concrete structure, characterized in that the water/powder ratio of the cement composition is 30% or less.
請求項1から3のいずれか1項に記載のコンクリート構造物の補修工法において、
前記セメントが、C 3 Sを40.0~75.0質量%及びC 3 Aを2.7質量%未満含有され、かつ、45μmふるい残分が25.0質量%未満であることを特徴とするコンクリート構造物の補修工法。
In the method for repairing a concrete structure according to any one of claims 1 to 3,
The cement contains 40.0 to 75.0% by mass of C 3 S and less than 2.7% by mass of C 3 A, and has a 45 μm sieve residue of less than 25.0% by mass. Repair method for concrete structures.
請求項1から4のいずれか1項に記載のコンクリート構造物の補修工法において、
前記補修材のモルタルフロー値が、150mm以上であることを特長とするコンクリート構造物の補修工法。
In the method for repairing a concrete structure according to any one of claims 1 to 4,
A method for repairing a concrete structure, characterized in that the repair material has a mortar flow value of 150 mm or more .
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