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JP2007270470A - Construction method for repairing/reinforcing concrete structure - Google Patents

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JP2007270470A
JP2007270470A JP2006095533A JP2006095533A JP2007270470A JP 2007270470 A JP2007270470 A JP 2007270470A JP 2006095533 A JP2006095533 A JP 2006095533A JP 2006095533 A JP2006095533 A JP 2006095533A JP 2007270470 A JP2007270470 A JP 2007270470A
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JP
Japan
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fiber
grout material
concrete structure
polymer
cement
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Pending
Application number
JP2006095533A
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Japanese (ja)
Inventor
Akita Kawakami
明大 川上
Satoshi Ozawa
聡 小澤
Akio Sugiura
章雄 杉浦
Hiroyuki Sakakibara
弘幸 榊原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Osaka Cement Co Ltd filed Critical Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a construction method for repairing and reinforcing a concrete structure which facilitates construction, only slightly increases the mass of a structure after the construction, brings about uniform bending toughness by using a high-toughness material, imparts excellent integration with an existing structure to a repaired/reinforced place, brings about high durability and the lengthening of a life, and is used for the seismic strengthening of a bridge pier composed of a reinforced concrete structure, and an undersurface pressure-intensifying method for a road floor slab. <P>SOLUTION: In this construction method for repairing and reinforcing the concrete structure, a lattice-shaped fiber body with a three-dimensional structure in which a mean lattice interval is in a range of 12-30 mm is preinstalled between a member to be reinforced and a form, and filed with a fiber-containing polymer cement-based grout material in which the ratio of a contained polymer solid content to contained cement is in a range of 5-20 mass%. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、コンクリート構造体の補修・補強工法に関し、特に、中性化、塩害、アルカリ骨材反応、凍害などの劣化現象により劣化した種々のコンクリート構造体の断面修復または増厚を実施するにあたり、鉄筋コンクリート構造体からなる橋脚の耐震補強や道路床版の下面増厚工法に用いられるのに有効なコンクリート構造体の補修・補強工法に関する。   The present invention relates to a method for repairing / reinforcing concrete structures, and in particular, in carrying out cross-sectional repair or thickening of various concrete structures that have deteriorated due to deterioration phenomena such as neutralization, salt damage, alkali-aggregate reaction, and frost damage. The present invention relates to a concrete structure repair / reinforcement method that is effective for use in seismic reinforcement of bridge piers made of reinforced concrete structures and underside thickening methods for road slabs.

一般にコンクリート構造体の補修・補強工法に用いる材料は、対象となるコンクリートの材質の力学的性質にできる限り類似していることが望ましいことから、セメント系材料が好適に使用されており、特に使用環境が厳しい場所等では、下地との一体性や外部からの有害物質浸透抑制の点から、ポリマーセメント系の材料がよく使用されている。
また、コンクリート構造体の大断面の補修・補強には吹き付け工法やグラウトの充填工法が用いられているが、流し込み成型ができ、人的負担が少なく、マニュアル化による施工安定性の高いグラウト充填工法が大規模な補修・補強には多く適用されている。
In general, it is desirable that the material used for repair and reinforcement methods for concrete structures be as similar as possible to the mechanical properties of the concrete material of interest, and therefore cement-based materials are preferably used. In places where the environment is harsh, polymer cement-based materials are often used from the standpoint of integration with the substrate and suppression of penetration of harmful substances from the outside.
In addition, spraying and grout filling methods are used to repair and reinforce large sections of concrete structures. However, it is possible to cast mold, reduce human burden, and provide manual construction with high grout filling method. However, it has been applied to large-scale repairs and reinforcements.

このようなコンクリート構造体の大断面の補修・補強に使用されるグラウト材として、特開2002−285153号公報には、セメント、分級フライアッシュ及びカルシウムサルフォアルミネート系膨張材を含むセメント系無機粉体と、乾燥収縮低減剤、細骨材を含有する、ポリマーを添加していないセメント系のグラウト材組成物が開示されている。
特開2005−82416号公報には、ポルトランドセメント、膨張材、再乳化型粉末樹脂、骨材、短繊維物質、収縮低減剤、減水剤、及び消泡剤を含有する、一材化ポリマーセメントグラウト材に短繊維を混和して、ひび割れを発生しにくくしたポリマーセメント組成物が記載されている。
As a grout material used for repairing / reinforcing a large cross section of such a concrete structure, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-285153 discloses a cement-based inorganic material including cement, classified fly ash, and calcium sulfoaluminate-based expansion material. A cement-type grout material composition containing a powder, a drying shrinkage reducing agent and a fine aggregate and not containing a polymer is disclosed.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-82416 discloses a one-piece polymer cement grout containing Portland cement, an expansion material, a re-emulsifying powder resin, an aggregate, a short fiber material, a shrinkage reducing agent, a water reducing agent, and an antifoaming agent. A polymer cement composition is described in which short fibers are mixed in the material to prevent cracking.

しかし、単に補修・補強対象部にグラウト材を充填しただけでは、靭性が不十分であり、補強効果が十分とはいえない。
また、高靭性にするために、予め補強鉄筋を配置した後、グラウト充填工法が行われたり、鋼板を貼り付け、グラウト材等を充填する工法が行われたりしているが、施工には重機が必要であり、鉄筋や鋼板を用いると構造物自体の質量も重くなり負荷が掛かる。
However, simply filling the grout material in the repair / reinforcement portion has insufficient toughness and the reinforcing effect is not sufficient.
In addition, in order to achieve high toughness, after reinforcing steel bars are placed in advance, a grout filling method is performed, or a steel plate is pasted and a grout material is filled, etc. If a reinforcing bar or steel plate is used, the mass of the structure itself becomes heavy and a load is applied.

一方、コンクリート構造体をより強固、より高靭性にすることができる水硬性物質補強用高靭性不織布マットとして、特開2003−128447号公報には、繊維物性の異なる有機合成繊維Aおよび有機合成繊維Bからなり、該有機合成繊維Aと該有機合成繊維Bの割合が質量比でA:B=80:20〜20:80で構成され、嵩比重が0.008〜0.018g/cmの、水硬性物質の補修・補強に用いる不織布マットであって、該不織布マットを含有した水硬性硬化物の破壊強度が初期クラック強度よりも大きいことを特徴とする水硬性物質補強用高靭性不織布マットが開示され、このようなマットを設置した後、セメントミルクを注入し、補修・補強する工法が紹介されている。 On the other hand, as a high-toughness nonwoven fabric mat for reinforcing a hydraulic substance that can make a concrete structure stronger and tougher, JP 2003-128447 A discloses organic synthetic fibers A and organic synthetic fibers having different fiber properties. B, the ratio of the organic synthetic fiber A and the organic synthetic fiber B is A: B = 80: 20 to 20:80 by mass ratio, and the bulk specific gravity is 0.008 to 0.018 g / cm 3 . A non-woven mat for use in the repair and reinforcement of a hydraulic substance, wherein the fracture strength of the hydraulic cured product containing the non-woven mat is greater than the initial crack strength. Discloses a method of repairing and reinforcing cement milk after pouring such a mat.

しかし、かかる水硬性物質補強用高靭性不織布マットを用いた場合には、細骨材を含むグラウト材を密に充填することはできず、また、強化繊維を含むグラウト材も密に充填することができず、従って、充填する材料がセメントミルクに限られ、高靭性構造体とはならず、また曲げ強度は主として不織布マットの嵩比重やその繊維強度に依存することとなる。
従って、不織布の繊維劣化や偏荷重等により局所的に脆弱化する場合があり、耐久性に劣る。
However, when such a high-toughness non-woven fabric mat for reinforcing a hydraulic material is used, the grout material containing fine aggregates cannot be densely packed, and the grout material containing reinforcing fibers must also be densely filled. Therefore, the material to be filled is limited to cement milk and does not become a tough structure, and the bending strength mainly depends on the bulk specific gravity of the nonwoven fabric mat and its fiber strength.
Therefore, the nonwoven fabric may be weakened locally due to fiber deterioration or uneven load, and the durability is poor.

特開2002−285153号公報JP 2002-285153 A 特開2005−82416号公報JP 2005-82416 A 特開2003−128447号公報JP 2003-128447 A

従って本発明の目的は、上記課題を解決し、施工が容易で、施工後の構造物の質量増加が軽微であり、高靭性材料を用いることで均一な曲げ靭性を備えるとともに、補修・補強箇所が既設構造物との優れた一体性を有し、高耐久性、長寿命化が図れる、コンクリート構造体からなる橋脚の耐震補強や道路床版の下面増圧工法に用いられるコンクリート構造体の補修・補強工法を提供することである。   Accordingly, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, easy to construct, a slight increase in the mass of the structure after construction, and to provide uniform bending toughness by using a high toughness material, as well as repair / reinforcement points. Has excellent integration with existing structures, and can be used for seismic reinforcement of bridge piers made of concrete structures and for increasing the bottom surface of road slabs.・ Provide a reinforcement method.

本発明者らは、グラウト材と所定の三次元構造の格子状繊維体とを組み合わせることにより、上記目的を達成することを見出し、本発明を完成するに至ったものである。   The present inventors have found that the above object can be achieved by combining a grout material and a lattice-like fiber body having a predetermined three-dimensional structure, and have completed the present invention.

本発明のコンクリート構造体の補修・補強工法は、予め補修・補強対象部材と型枠との間に平均格子間隔が12〜30mmである三次元構造の格子状繊維体を設置し、該三次元構造の格子状繊維体中に、含有されるポリマー固形分/セメント比が5〜20質量%である繊維含有ポリマーセメント系グラウト材を充填することを特徴とする。
また、請求項2記載のコンクリート構造体の補修・補強工法は、請求項1記載のコンクリート構造体の補修・補強工法において、ポリマーセメント系グラウト材がJIS A 6203に規定するポリマーディスパージョン及び/または再乳化形粉末樹脂を含有するポリマーポリマーセメント系グラウト材であることを特徴とする。
In the repair / reinforcement method for a concrete structure of the present invention, a lattice-like fibrous body having a three-dimensional structure with an average lattice spacing of 12 to 30 mm is previously installed between a member to be repaired / reinforced and a formwork, and the three-dimensional It is characterized by filling the structure-like lattice-like fiber body with a fiber-containing polymer cement grout material having a polymer solid content / cement ratio of 5 to 20% by mass.
Further, the concrete structure repair / reinforcement method according to claim 2 is the concrete structure repair / reinforcement method according to claim 1, wherein the polymer cement grout material is a polymer dispersion specified in JIS A 6203 and / or It is a polymer polymer cement grout material containing a re-emulsifying powder resin.

請求項3記載のコンクリート構造体の補修・補強工法は、請求項1または2記載のコンクリート構造体の補修・補強工法において、ポリマーセメント系グラウト材は、該グラウト材粉体100質量部に対し、繊維長4〜10mmの短繊維を0.1〜0.4質量部含むことを特徴とする。
また、請求項4記載のコンクリート構造体の補修・補強工法は、請求項3記載のコンクリート構造体の補修・補強工法において、三次元構造の格子状繊維体の平均格子間隔に対し、該ポリマーセメント系グラウト材中に含有される短繊維の繊維長が1/3以下であることを特徴とする。
The repair / reinforcement method for the concrete structure according to claim 3 is the repair / reinforcement method for the concrete structure according to claim 1 or 2, wherein the polymer cement grout material is 100 parts by weight of the grout powder. It includes 0.1 to 0.4 parts by mass of short fibers having a fiber length of 4 to 10 mm.
Further, the concrete structure repairing / reinforcing method according to claim 4 is the polymer cement repairing / reinforcing method according to claim 3, wherein the polymer cement is used for the average lattice spacing of the three-dimensional lattice-like fiber body. The fiber length of the short fiber contained in the grouting material is 1/3 or less.

本発明のコンクリート構造体の補修・補強工法は、施工が容易で、施工後の構造物の質量増加が軽微であり、均一な曲げ靭性が図れるとともに、補修・補強箇所が既設構造物との優れた一体性を有することで、高耐久性、長寿命化を図ることができる。
更に、本発明のコンクリート構造体の補修・補強工法は、補修・補強箇所が肉厚にならずに、強度を保持できるとともに優れた靭性を有するので、補修・補強箇所の剥落の危険性が激減される。
The repair / reinforcement method of the concrete structure of the present invention is easy to construct, the increase in mass of the structure after construction is slight, uniform bending toughness is achieved, and the repair / reinforcement point is superior to the existing structure In addition, by having the unity, high durability and long life can be achieved.
Furthermore, the repair / reinforcement method of the concrete structure according to the present invention can maintain strength while maintaining the thickness of the repair / reinforcement part without increasing the thickness, and the risk of peeling of the repair / reinforcement part is greatly reduced. Is done.

本発明を以下の好適例により説明するが、これらに限定されるものではない。
本発明のコンクリート構造体の補修・補強工法は、予め補修・補強対象部材と型枠との間に平均格子間隔が12〜30mmである三次元構造の格子状繊維体を設置し、該三次元構造の格子状繊維体中に、含有されるポリマー固形分/セメント比が5〜20質量%である繊維含有ポリマーセメント系グラウト材を充填する工法である。
このような工法とすることにより、補修・補強箇所に、グラウト材を有効に均一に適用することができ、高い靭性を確保でき、高強度を保持することが可能となる。
The present invention is illustrated by the following preferred examples, but is not limited thereto.
In the repair / reinforcement method for a concrete structure of the present invention, a lattice-like fibrous body having a three-dimensional structure with an average lattice spacing of 12 to 30 mm is previously installed between a member to be repaired / reinforced and a formwork, and the three-dimensional This is a method of filling a fiber-containing polymer cement grout material having a polymer solid content / cement ratio of 5 to 20% by mass in a lattice-like fiber body having a structure.
By adopting such a construction method, the grout material can be effectively and uniformly applied to the repair / reinforcement portion, high toughness can be ensured, and high strength can be maintained.

本発明の工法に用いることができるポリマーセメント系グラウト材は、含有されるポリマー固形分/セメント比が5〜20質量%であれば特に限定されず、公知のものを使用することができるが、高い靭性を確保するために、特にJIS A 6203に規定するポリマーディスパージョン及び/または再乳化形粉末樹脂を含有するポリマーセメント系グラウト材が好ましい。   The polymer cement grout material that can be used in the method of the present invention is not particularly limited as long as the polymer solid content / cement ratio contained is 5 to 20% by mass, and known materials can be used. In order to ensure high toughness, a polymer cement grout material containing a polymer dispersion and / or a re-emulsifying powder resin specified in JIS A 6203 is particularly preferable.

当該ポリマーポリマーセメント系グラウト材に含まれるポリマーディスパージョン及び/または再乳化形樹脂としては、液状の高分子エマルジョンやゴムラテックス、粉末状の再乳化形粉末樹脂等が使用できる。
特に、再乳化形粉末樹脂を用いる場合には、現場計量の必要がなく、品質管理が容易になる。
これらのポリマーとしては、JIS A 6203に例示されるポリアクリル酸エステル、スチレンブタジエン、エチレン酢酸ビニル、酢酸ビニル/バーサチック酸ビニルエステル、酢酸ビニル/バーサチック酸ビニル/アクリル酸エステルなどを主成分とするポリマーディスバージョン及び再乳化形粉末樹脂が例示でき、これらを単独でまたは混合して用いることができる。
特に好適には、アクリル系ポリマーを用いることができ、かかるアクリル系ポリマーのディスパージョンを用いることが、耐久性の点から好ましい。
As the polymer dispersion and / or re-emulsifying resin contained in the polymer-polymer cement grout material, a liquid polymer emulsion, rubber latex, powdered re-emulsifying powder resin, or the like can be used.
In particular, when using a re-emulsified powder resin, there is no need for on-site weighing, and quality control becomes easy.
Examples of these polymers include polyacrylic acid esters exemplified in JIS A 6203, styrene butadiene, ethylene vinyl acetate, vinyl acetate / versaic acid vinyl ester, vinyl acetate / vinyl versatate / acrylic acid ester, and the like. Examples of the dispersion and re-emulsifying powder resin can be used, and these can be used alone or in combination.
Particularly preferably, an acrylic polymer can be used, and it is preferable from the viewpoint of durability to use a dispersion of the acrylic polymer.

再乳化形粉末樹脂は、JIS A 6203に規定するポリマーディスパージョンを噴霧乾燥した粉末樹脂で、水を添加すると再度乳化するものをいい、ポリマーディスパージョンとは、上記ポリマーの微粒子が水中に分散し、浮遊している状態のものである。
ポリマーを安定化する方法としては、例えば、アクリル酸を共重合するカルボキシル方式(アニオン化方式)、水溶性ポリマー例えばポリビニルアルコール等の水溶液中で重合する保護コロイド方式、重合反応性界面活性剤等を共重合する方式、非重合反応性界面活性剤による安定化方式がある。
かかる再乳化形粉末樹脂の製造方法は特に限定されることなく、これらのポリマーディスパージョンを粉末化方法やブロッキング防止法等の公知の任意の方法を用いて調製することができる。
The re-emulsified powder resin is a powder resin obtained by spray-drying a polymer dispersion specified in JIS A 6203, and emulsifies again when water is added. The polymer dispersion is a dispersion of the above-mentioned polymer fine particles in water. It is in a floating state.
Methods for stabilizing the polymer include, for example, a carboxyl method (anionization method) for copolymerizing acrylic acid, a protective colloid method for polymerizing in an aqueous solution of a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol, and a polymerization reactive surfactant. There are a copolymerization method and a stabilization method using a non-polymerization reactive surfactant.
The method for producing such a re-emulsified powder resin is not particularly limited, and these polymer dispersions can be prepared using any known method such as a powdering method or an anti-blocking method.

再乳化形粉末樹脂の再乳化液としては、最低造膜温度が0℃以上であることが望ましい。
最低造膜温度が0℃以上であることにより、コンクリートとの付着性およびポリマーセメント系グラウト材の表面硬度が硬く、早期強度発現性に優れることとなる。
The re-emulsified liquid of the re-emulsified powder resin preferably has a minimum film forming temperature of 0 ° C. or higher.
When the minimum film-forming temperature is 0 ° C. or higher, the adhesion to concrete and the surface hardness of the polymer cement grout material are high, and the early strength development is excellent.

かかるポリマーディスパージョン及び/または再乳化形粉末樹脂は、ポリマーセメント系グラウト材中のポリマー固形分/セメント比が5〜20質量%、好ましくは10〜15質量%であり、これは、かかる範囲であると、粘性を良好に保持でき、付着性が優れ、また曲げ靭性やひび割れ追従性も十分に確保できるからである。   Such a polymer dispersion and / or re-emulsified powder resin has a polymer solid content / cement ratio in the polymer cement-based grout material of 5 to 20% by mass, preferably 10 to 15% by mass. This is because the viscosity can be maintained well, the adhesion is excellent, and the bending toughness and the crack following ability can be sufficiently secured.

更に、本発明の工法に用いるポリマーセメント系グラウト材には、繊維が混入され、かかる強化繊維を配合することで、更に高い強度発現性が可能となる。
ポリマーセメント系グラウト材に混入できる繊維としては、ポリオレフィン系繊維、ポリビニルアルコール系繊維、アラミド系繊維、ポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ポリアクリルニトリル系繊維、セルロース系繊維、セラミックス系繊維、炭素繊維、ガラス繊維、鉱物繊維系等の繊維を、単独でまたは混合して使用することができる。
Furthermore, fibers are mixed in the polymer cement-based grout material used in the method of the present invention, and by adding such reinforcing fibers, higher strength development is possible.
Fibers that can be mixed into polymer cement grout materials include polyolefin fibers, polyvinyl alcohol fibers, aramid fibers, polyamide fibers, polyester fibers, polyacrylonitrile fibers, cellulose fibers, ceramic fibers, carbon fibers, Fibers such as glass fibers and mineral fibers can be used alone or in combination.

特に好ましくは、当該短繊維は高強度且つ高弾性であることが必要であり、具体的には、該繊維の引張強度が1,000〜6,000N/mm程度であり、且つ、該繊維の弾性係数が20〜300kN/mm程度であることが望ましい。
引張強度が1,000N/mm未満ではセメント複合体の強度が十分ではない場合があり、一方6,000N/mmを超えるような繊維は入手困難である。
また、該繊維の弾性係数が20kN/mm未満ではセメント複合体の靱性が十分ではない場合があり、一方300kN/mmを超えるような繊維は入手困難である。
Particularly preferably, the short fiber needs to have high strength and high elasticity. Specifically, the tensile strength of the fiber is about 1,000 to 6,000 N / mm 2 , and the fiber It is desirable that the elastic modulus is about 20 to 300 kN / mm 2 .
If the tensile strength is less than 1,000 N / mm 2 , the strength of the cement composite may not be sufficient, while fibers having a tensile strength exceeding 6,000 N / mm 2 are difficult to obtain.
Also, if the elastic modulus of the fiber is less than 20 kN / mm 2 , the cement composite may not have sufficient toughness, whereas fibers exceeding 300 kN / mm 2 are difficult to obtain.

また、上記短繊維は、通常、直径50μm以下程度、長さ4〜10mm程度のモノフィラメント繊維であることが、繊維混入による補強効果、即ち高強度・高靱性付与の観点から、好ましい。
該モノフィラメント繊維の直径は5〜40μm程度、長さは4〜10mm程度であるのがより好ましい。
The short fibers are usually monofilament fibers having a diameter of about 50 μm or less and a length of about 4 to 10 mm, from the viewpoint of reinforcing effect due to fiber mixing, that is, imparting high strength and high toughness.
More preferably, the monofilament fiber has a diameter of about 5 to 40 μm and a length of about 4 to 10 mm.

上記短繊維によって補強されていることにより、より高強度・より高靱性を達成することが可能である。
このように、短繊維を配合することにより、ひび割れ部分における繊維の架橋能力が高いため、あるひび割れ面の繊維が破断する前に、他の箇所でひび割れが発生し、多数のひび割れ部分において繊維の引張り応力がうまく機能することに基づいて、ひび割れ発生後も曲げ耐荷力が低下することなく高い水準で維持することができることとなる。
By being reinforced with the above short fibers, it is possible to achieve higher strength and higher toughness.
In this way, by blending the short fiber, the fiber has a high crosslinking ability in the cracked part, so that a crack occurs in the other part before the fiber on one cracked surface breaks, and the fiber in many cracked parts. Based on the fact that the tensile stress functions well, the bending load capacity can be maintained at a high level even after the occurrence of cracking without decreasing.

その配合量は、ポリマーセメント系グラウト材粉体100質量部に対し、短繊維を0.1〜0.4質量部含むことが好ましく、かかる範囲であると、得られるポリマーセメント系グラウト材の、充填性および作業性の低下を十分に抑制することができるからである。   The blending amount preferably includes 0.1 to 0.4 parts by mass of short fibers with respect to 100 parts by mass of the polymer cement-based grout material powder. It is because the fall of filling property and workability | operativity can fully be suppressed.

ポリマーセメント系グラウト材に用いるセメントとしては、現場の施工条件等を考慮して選定することができ、特に限定されず、例えば普通、早強、中庸熱及び超早強等の各種ポルトランドセメント、これらの各種ポルトランドセメントにフライアッシュや高炉スラグなどを混合した高炉セメント等の各種混合セメント、速硬セメント等を、単独または2種以上で用いることができ、特に安価で早期強度を発現することから、早強セメントを用いることが好ましい。   The cement used for the polymer cement grout material can be selected in consideration of on-site construction conditions and the like, and is not particularly limited. For example, various portland cements such as normal, early strength, moderate heat, and ultra early strength, these From various portland cements such as blast furnace cement mixed with fly ash and blast furnace slag, etc. It is preferable to use an early strong cement.

また、該セメントには、高炉スラグ粉末、フライアッシュ、シリカヒューム、石灰石粉末、石英粉末、二水石膏、半水石膏、無水石膏、生石灰系膨張材、カルシウムサルフォアルミネート系膨張材などの公知の混和材を添加することができる。   The cement includes known blast furnace slag powder, fly ash, silica fume, limestone powder, quartz powder, dihydrate gypsum, hemihydrate gypsum, anhydrous gypsum, quick lime-based expansion material, calcium sulfoaluminate-based expansion material, and the like. Of admixture can be added.

また、ポリマーセメント系グラウト材に使用する細骨材としては、川砂、海砂、山砂、砕砂、3〜8号珪砂、石灰石、及びスラグ細骨材等を使用することができ、微細な粉や粗い骨材を含まない粒度調整した珪砂や石灰石等の細骨材を用いることが好ましい。   As fine aggregates used for polymer cement grout materials, river sand, sea sand, mountain sand, crushed sand, No. 3-8 silica sand, limestone, slag fine aggregate, etc. can be used. It is preferable to use fine aggregates such as silica sand and limestone whose particle size is adjusted and do not contain coarse aggregates.

更に必要に応じて、ポリマーセメント系グラウト材には、本発明の効果を損なわない範囲で、高性能減水剤、消泡剤、発泡剤、凝結遅延剤、硬化促進剤、増粘剤、防錆剤、防凍剤、着色剤、保水剤、膨張材、収縮低減材等の公知の化学混和剤を、本発明の目的を実質的に阻害しない範囲で使用することができる。   Furthermore, if necessary, the polymer cement-based grout material may be a high-performance water reducing agent, antifoaming agent, foaming agent, setting retarder, curing accelerator, thickening agent, rust prevention, as long as the effects of the present invention are not impaired. Known chemical admixtures such as an agent, an antifreeze, a colorant, a water retention agent, an expansion material, and a shrinkage reduction material can be used as long as the object of the present invention is not substantially inhibited.

当該ポリマーセメント系グラウト材は、上記原料を含むグラウト材組成物と水とを混練してなるものであって、好ましくは、グラウト材組成物中に含まれる水硬性無機粉体100質量部に対し、水10〜30質量部、好ましくは15〜20質量部を添加し均一に混練することにより得られる。   The polymer cement-based grout material is obtained by kneading the grout material composition containing the above raw material and water, and preferably 100 parts by weight of the hydraulic inorganic powder contained in the grout material composition. 10 to 30 parts by mass of water, preferably 15 to 20 parts by mass, and kneaded uniformly.

本発明のコンクリート構造体の補修・補強工法は、コンクリート構造体の補強・補修箇所に型枠を設置し、当該補強・補修箇所と該型枠との間に、三次元構造の格子状繊維体を設置する。
次いで、該三次元構造の格子状繊維体中に、上記ポリマーセメント系グラウト材を密に充填するものである。
ここで、三次元構造の格子状繊維体の平均格子間隔は12〜30mmであり、好ましくは15〜25mmである。該三次元構造の格子状繊維体の格子間隔は、前記格子間隔範囲であれば水平方向及び垂直方向において同一の間隔であっても異なる間隔であってもよい。
更に好ましくは、三次元構造の格子状繊維体の平均格子間隔に対し、該セメント系グラウト材中に含有される短繊維の繊維長が1/3以下である。
The method for repairing / reinforcing a concrete structure according to the present invention includes installing a formwork at a reinforcement / repair location of the concrete structure, and a lattice-like fiber body having a three-dimensional structure between the reinforcement / repair location and the formwork. Is installed.
Next, the polymer cement grout material is densely filled into the three-dimensional lattice-like fiber body.
Here, the average lattice spacing of the lattice-like fiber body having a three-dimensional structure is 12 to 30 mm, preferably 15 to 25 mm. The lattice spacing of the three-dimensional lattice-like fiber body may be the same or different in the horizontal and vertical directions as long as it is within the lattice spacing range.
More preferably, the fiber length of the short fibers contained in the cement-type grout material is 1/3 or less with respect to the average lattice spacing of the lattice-like fiber body having a three-dimensional structure.

かかる格子間隔とすることにより、ポリマーセメント系グラウト材が三次元構造の格子状繊維体の間隙に良好に充填されることができ、特にポリマーセメント系グラウト材中に短繊維が含まれていても、該短繊維長の3倍以上の長さの格子間隔を有する際には、短繊維が該三次元構造の格子状繊維体にひっかかることなく、均一で極めて良好な充填が可能である。
また、該グラウト材と該三次元構造体との複合体の充分な曲げ靭性能を発現することが可能となる。
By setting such a lattice interval, the polymer cement-based grout material can be satisfactorily filled into the gaps between the three-dimensional lattice-like fiber bodies, and even if the polymer cement-based grout material contains short fibers. When having a lattice interval that is at least three times as long as the short fiber length, uniform and extremely good filling is possible without the short fibers getting caught in the lattice-like fiber body having the three-dimensional structure.
Moreover, it becomes possible to exhibit sufficient bending toughness performance of the composite of the grout material and the three-dimensional structure.

前記三次元構造の格子状繊維体としては、ポリビニルアルコール系、ポリエチレン系、ポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリエステル系繊維を格子状に加工したものである。
該三次元構造の格子状繊維体は、単独でも、複数重ね合わせて用いることもでき、適宜設定することが可能である。
The three-dimensional lattice-like fiber body is obtained by processing polyvinyl alcohol-based, polyethylene-based, polyolefin-based, polyamide-based, or polyester-based fibers into a lattice shape.
The three-dimensional lattice-like fiber body can be used alone or in a superposed manner, and can be set as appropriate.

このように、ポリマーセメント系グラウト材を予め補強対象部材と型枠との間に設置した三次元構造体の隙間に充填することで、補強部材のさらなる高靭性化が図れ、従来の補強体が有する以上の耐久性の向上、長寿命化が可能となる。   In this way, by filling the gap between the three-dimensional structure that has been previously installed between the reinforcement target member and the mold frame with the polymer cement-based grout material, the reinforcement member can be further toughened, and the conventional reinforcement body can be obtained. The durability can be improved and the life can be extended more than it has.

本発明を次の実施例、比較例及び試験例により詳述する。
(使用材料)
下記に示す各原材料を用いて、実施例及び比較例を行った。
グラウト材粉末;商品名 フィルコンR(住友大阪セメント株式会社)
ポリマーエマルジョン;ライオンボンドA(住友大阪セメント株式会社;不揮発分45%)
高強度短繊維;Rec15(クラレ株式会社製)
水;水道水
The present invention will be described in detail by the following examples, comparative examples and test examples.
(Materials used)
The Example and the comparative example were performed using each raw material shown below.
Grout powder: Brand name Filcon R (Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.)
Polymer emulsion; Lion Bond A (Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd .; nonvolatile content 45%)
High-strength short fiber; Rec15 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.)
Water; tap water

(実施例1〜3、比較例1〜5)
上記各原料を用いて、表1に示す配合割合で、各材料を高速ハンドミキサーで、20℃、85RH環境下で均一に混合して、各グラウト材を調製した。
補強用短繊維として用いる上記高強度短繊維であるRec15は、引張強度が1,600N/mmで、弾性係数が40kN/mmである繊維であり、その平均繊維長を6mmにカットしたものと10mmにカットしたものを用いた。かかる短繊維のモノフィラメント繊維の直径は、40μmであった。
また、実施例1、実施例3、比較例3〜5のポリマーセメントグラウト材中のポリマー固形分/セメント比は5.0質量%、実施例2のポリマーセメントグラウト材中のポリマー固形分/セメント比は20.0質量%、比較例2のポリマーセメントグラウト材中のポリマー固形分/セメント比は25.0質量%である。
(Examples 1-3, Comparative Examples 1-5)
Each grout material was prepared by mixing each material uniformly at 20 ° C. in an 85RH environment with a high-speed hand mixer at the blending ratio shown in Table 1 using each of the above raw materials.
Rec15, which is the above high-strength short fiber used as a reinforcing short fiber, is a fiber having a tensile strength of 1,600 N / mm 2 and an elastic modulus of 40 kN / mm 2 , and its average fiber length is cut to 6 mm. And 10 mm cut. The diameter of the short filament monofilament fiber was 40 μm.
Further, the polymer solid content / cement ratio in the polymer cement grout materials of Example 1, Example 3, and Comparative Examples 3 to 5 is 5.0 mass%, and the polymer solid content / cement in the polymer cement grout material of Example 2 The ratio is 20.0% by mass, and the polymer solids / cement ratio in the polymer cement grout material of Comparative Example 2 is 25.0% by mass.

Figure 2007270470
Figure 2007270470

このようにして得られた実施例1〜3および比較例1〜5の各ポリマーセメント系グラウト材に対して、以下の各試験を以下の方法に従い実施し、その結果を表2に示す。   The following tests were performed on the polymer cement grout materials of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 obtained as described above according to the following methods. The results are shown in Table 2.

圧縮強度試験方法
Φ10×h20cmの型枠に短繊維含有ポリマーセメント系グラウト材を充填し、20℃、85%RHで28日間養生した後、JIS A 1108に準拠し、圧縮強度試験を実施し、以下の評価基準で評価した。
材齢28日圧縮強度;30N/mm以上・・○
30N/mm未満・・×
Compressive strength test method Φ10 × h20cm mold is filled with short fiber-containing polymer cement grout material, cured at 20 ° C. and 85% RH for 28 days, and then subjected to compressive strength test according to JIS A 1108, Evaluation was made according to the following evaluation criteria.
Age 28 days Compressive strength; 30 N / mm 2 or more
Less than 30 N / mm 2

付着強度試験方法
短繊維含有ポリマーセメント系グラウト材を30×30×6cmのJIS A 5304舗道用コンクリート板に厚み1cmで流し込み、20℃、85%RHで28日間養生した後、4×4cmのアタッチメントを接着し、建研式引張り試験機により付着強度を測定し、以下の評価基準で評価した。
材齢28日付着強度;1.5N/mm以上・・○
1.5N/mm未満・・×
Adhesive strength test method A short fiber-containing polymer cement-based grout material is poured into a 30 × 30 × 6 cm JIS A 5304 pavement concrete plate at a thickness of 1 cm, cured at 20 ° C. and 85% RH for 28 days, and then a 4 × 4 cm attachment. The adhesion strength was measured with a Kenken tensile tester, and evaluated according to the following evaluation criteria.
Adhesive strength at age of 28 days; 1.5 N / mm 2 or more
Less than 1.5 N / mm 2

Figure 2007270470
Figure 2007270470

次いで、三次元格子状繊維構造体として、表3に示す平均格子間隔を有する三次元格子状繊維構造体を用いて、該型枠内に埋まるように設置し、上記各ポリマーセメント系グラウト材を充填した。
このようにして得られた実施例1〜3および比較例1〜5の各ポリマーセメント系グラウト材と三次元構造体の組みわせ体の物性について、以下の各試験を以下の方法に従い実施し、その結果を表3に示す。
Next, as a three-dimensional lattice-like fiber structure, using a three-dimensional lattice-like fiber structure having an average lattice spacing shown in Table 3, it was installed so as to be buried in the mold, and each of the above polymer cement grout materials was Filled.
About the physical properties of the combined body of each polymer cement grout material of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 thus obtained and a three-dimensional structure, the following tests were carried out according to the following methods: The results are shown in Table 3.

グラウト流動性
上記各ポリマーセメント系グラウト材を混練後、10×10×40cm型枠に表3に示す平均格子間隔を有する三次元格子状繊維構造体を設置し、ポリマーセメント系グラウト材を充填した際の充填性を目視で確認し、以下の評価基準で評価した。
グラウト充填性;三次元構造体への繊維引掛かりなし・・○
あり・・×
Grout fluidity After kneading each of the above polymer cement grout materials, a three-dimensional lattice fiber structure having an average lattice spacing shown in Table 3 was placed in a 10 × 10 × 40 cm mold and filled with the polymer cement grout material. The fillability at the time was visually confirmed and evaluated according to the following evaluation criteria.
Grout fillability; no fiber catching on 3D structure
Yes ...

曲げ強度試験
10×10×40cmの型枠に三次元格子状繊維構造体を設置後、各ポリマーセメント系グラウト材を充填し、20℃、85%RHで28日間養生した後、JIS A 1106に準拠し、載荷速度0.5mm/分にて曲げ強度試験を実施し、以下の評価基準で評価した。
初期ひび割れ曲げ強度<最大曲げ強度・・○
最大曲げ強度<初期ひび割れ曲げ強度・・×
材齢28日最大曲げ強度;10N/mm以上・・○
10N/mm未満・・×
材齢28日最大曲げ強度時のたわみ;3mm以上・・○
3mm未満・・×
Bending strength test After installing a three-dimensional lattice-like fiber structure in a 10 × 10 × 40 cm mold, each polymer cement grout material was filled and cured at 20 ° C. and 85% RH for 28 days, and then in JIS A 1106. In accordance with this, a bending strength test was performed at a loading speed of 0.5 mm / min, and the following evaluation criteria were used.
Initial crack bending strength <Maximum bending strength
Maximum bending strength <Initial crack bending strength ・ ×
Maximum bending strength at 28 days of age; 10 N / mm 2 or more
Less than 10 N / mm 2
Deflection at maximum bending strength at age 28 days; 3 mm or more
Less than 3mm ...

Figure 2007270470
Figure 2007270470

但し、上記表中の平均格子間隔は、水平方向及び垂直方向の双方において表3に示す同一の値を有することを意味するものである。
比較例1ではポリマーを含まないグラウト材を用いているため、曲げ強度時のたわみ性に劣り、比較例2ではポリマー固形分/セメント比が大きいため、グラウト流動性に劣り三次元構造体と組み合わせて用いることができず、比較例3ではグラウト材に繊維を含有していないため、初期強度に劣り、また比較例4では三次元構造体の格子間隔が広すぎるため、曲げ強度時のたわみ性に劣り、比較例5では、三次元構造体とグラウト材とを組み合わせていないため、曲げ強度及びたわみ性に劣ることがわかる。
However, the average lattice spacing in the above table means having the same value shown in Table 3 in both the horizontal direction and the vertical direction.
In Comparative Example 1, a grout material containing no polymer is used, so the flexibility at bending strength is inferior. In Comparative Example 2, the polymer solid content / cement ratio is large, so the grout fluidity is inferior and combined with a three-dimensional structure. In Comparative Example 3, since the fiber is not contained in the grout material, the initial strength is inferior. In Comparative Example 4, the lattice spacing of the three-dimensional structure is too wide, so that the flexibility at bending strength is high. In Comparative Example 5, since the three-dimensional structure and the grout material are not combined, it can be seen that the bending strength and the flexibility are inferior.

本発明のコンクリート構造体の補修・補強工法は、RC柱の耐震補強などの巻き立て工法や、道路橋床版等の下面増厚工法等の建築・土木分野に有効に適用することができる。
The concrete structure repairing / reinforcing method of the present invention can be effectively applied to the construction and civil engineering fields such as a winding method such as seismic reinforcement of RC columns, and a lower surface thickening method such as a road bridge deck.

Claims (4)

予め補修・補強対象部材と型枠との間に平均格子間隔が12〜30mmである三次元構造の格子状繊維体を設置し、該三次元構造の格子状繊維体中に、含有されるポリマー固形分/セメント比が5〜20質量%である繊維含有ポリマーセメント系グラウト材を充填することを特徴とする、コンクリート構造体の補修・補強工法。 A three-dimensional lattice fiber body having an average lattice spacing of 12 to 30 mm is previously installed between a member to be repaired and reinforced and the formwork, and the polymer contained in the three-dimensional lattice fiber body A repair / reinforcement method for a concrete structure, which is filled with a fiber-containing polymer cement grout material having a solid content / cement ratio of 5 to 20% by mass. 請求項1記載のコンクリート構造体の補修・補強工法において、ポリマーセメント系グラウト材がJIS A 6203に規定するポリマーディスパージョン及び/または再乳化形粉末樹脂を含有するポリマーセメント系グラウト材であることを特徴とする、請求項1記載のコンクリート構造体の補修・補強工法。 2. The method for repairing and reinforcing a concrete structure according to claim 1, wherein the polymer cement grout material is a polymer cement grout material containing a polymer dispersion and / or a re-emulsifying powder resin specified in JIS A 6203. The repair / reinforcement method for a concrete structure according to claim 1, wherein 請求項1または2記載のコンクリート構造体の補修・補強工法において、ポリマーセメント系グラウト材は、該グラウト材粉体100質量部に対し、繊維長4〜10mmの短繊維を0.1〜0.4質量部含むことを特徴とする、コンクリート構造体の補修・補強工法。 3. The method for repairing / reinforcing a concrete structure according to claim 1 or 2, wherein the polymer cement-based grout material is a short fiber having a fiber length of 4 to 10 mm with respect to 100 parts by mass of the grout material powder. A repair / reinforcement method for concrete structures, comprising 4 parts by mass. 請求項3記載のコンクリート構造体の補修・補強工法において、三次元構造の格子状繊維体の平均格子間隔に対し、該ポリマーセメント系グラウト材中に含有される短繊維の繊維長が1/3以下であることを特徴とする、コンクリート構造体の補修・補強工法。
4. The concrete structure repairing / reinforcing method according to claim 3, wherein the fiber length of the short fibers contained in the polymer cement-based grout material is 1/3 of the average lattice spacing of the three-dimensional lattice-like fiber body. A repair / reinforcement method for concrete structures, characterized by:
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