Method of impregnation impregnation material to the concrete base material

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンクリート基材への含浸材の含浸方法に関し、特に、ポリマー含浸コンクリート用の含浸材の含浸方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時、コンクリートの高耐久化，高強度化は、社会基盤の維持，補修費の低減や、新しい高機能を持つ構造物の建設，急施工，コストダウンなどを目的として、推し進められている。 このような要求に応える手段の一種として、ポリマー含浸コンクリートがある。
【０００３】
この種のポリマー含浸コンクリートの製造方法は、コンクリート基材に、メタクリル酸メチルなどのモノマーが含まれた含浸材を含浸させ、その後に、熱水や放射線を照射して、モノマーを重合させてポリマー化する方法が一般的に採用されている。
ところが、このようなポリマー含浸コンクリートの製造方法においては、特に、含浸材を含浸させる方法に以下に説明する技術的な課題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、従来の含浸材の含浸方法では、含浸材に圧力を加えつつコンクリート基材中に含浸させていたが、このような含浸方法では、モノマーの含浸深さが、コンクリート基材の表面から２０〜３０ｍｍ程度であって、十分な改質効果が得られないとともに、含浸に時間がかかるという問題があった。
【０００５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、含浸材の含浸深さが深く、しかも、これが短時間に行なえるコンクリート基材への含浸材の含浸方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、硬化したコンクリート基材にモノマーが含まれた含浸材を含浸させた後に、熱水や放射線などにより前記モノマーを重合させるポリマーコンクリートの製造方法において、前記コンクリート基材の内部に透気性配管を埋設し、前記コンクリート基材を密閉容器内に収納する際に、前記透気性配管の一端側を前記密閉容器外に突出させ、前記密閉容器および前記透気性配管の内部をそれぞれ減圧するとともに、この減圧処理の後に、前記密閉容器内に前記含浸材を投入して密閉した後に、前記含浸材を加圧する。
この構成によれば、コンクリート基材の内部および外部をそれぞれ減圧して脱気するので、十分な脱気が可能になり、これに伴って、含浸材の含浸深さが深くなり、含浸時間も短くすることができる。
前記含浸材を加圧する際には、前記透気性配管内を減圧させながら加圧すること、または、前記透気性配管内を減圧状態に維持して、含浸材を加圧することができる。
この構成を採用すると、コンクリート基材の内部が減圧状態で含浸させるので、含浸材を加圧含浸すると、圧力差が大きくなり、その含浸深さがより一層深くなる。
また、前記透気性配管の前記密閉容器の突出部分には、シール材が介装され、このシール材は、前記密閉容器の壁面を挟んで内外に配置された一対のシール部を設けることができる。
この構成を採用すると、密閉容器の内部を減圧する際には、壁面の外側に配置されたシール部が、減圧することにより壁面の外面に密着して、透気性配管の外周をシールすることができるとともに、密閉容器の内部を加圧する際には、壁面の内側に配置されたシール部が、加圧することにより壁面の内面に密着して、透気性配管の外周をシールすることができる。
さらに、前記コンクリート基材には、前記透気性配管から所定の間隔を隔てて前記含浸材の供給路を設けることができる。
この構成を採用すると、比較的厚みの厚いコンクリート基材の内部側にも含浸材を含浸させることができ、均一的な改質が可能になる。
なお、透気性配管および供給路は、重合処理の後に、必要に応じてモルタルなどを充填すればよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。 図１から図３は、本発明にかかるコンクリート基材への含浸材の含浸方法の第１実施例を示している。 同図に示す含浸方法では、まず、図１に示すコンクリート基材１０が製造される。 同図に示すコンクリート基材１０は、比較的厚みの薄いブロック状のものであって、セメント，骨材，水を混練したコンクリートを製作し、このコンクリートを型枠内に打設して、平板状に形成される。
【０００８】
なお、このときのコンクリートは、一般に、この種のポリマー含浸コンクリートは、高強度にはなるが、破壊性状が脆性破壊を示すので、炭素繊維などを混合した繊維補強コンクリートを使用することが望ましい。 コンクリート基材１０を形成する際には、その内部に配管１２が埋設される。 この配管１２は、コンクリート基材１０内に埋設する部分が透気性を有するものであって、例えば、多孔管が使用される。
【０００９】
この実施例では、配管１２は、一端側（コンクリート基材１０中に位置する側）が閉塞され、他端側がコンクリート基材１０の端面から外方に突出する多孔管部１２０と、多孔管部１２０の突出した部分を合流する合流管部１２１と、合流管部１２１に連通接続された接続管部１２２とを備えている。
各多孔管部１２０は、コンクリート基材１０の厚み方向の中間位置にあって、相互に所定の間隔をおいて基材１０内に埋設される。 配管１２を埋設したコンクリート基材１０の形成が終了すると、熱風などにより十分乾燥させ、冷却した後に、脱気処理が行なわれる。 図２に、この脱気処理（減圧処理）の一例を示している。
【００１０】
同図に示す脱気処理では、まず、コンクリート基材１０が密閉容器１４内に収納される。 このとき、配管１２は、密閉容器１４の壁面を接続管部１２ｃが貫通するように収納し、この貫通部分にシール材１６が設置される。
シール材１６は、密閉容器１４内に設けられる第１シール部１６ａと、密閉容器１４外に設けられる第２シール部１６ｂとを有している。 各シール部１６ａ，１６ｂは、接続管部１２ｃが挿通される透孔を備えた金属板と、この金属板に貼着されたゴムなどの可撓性リングとから構成されている。
【００１１】
そして、接続管部１２２の端部に開閉バルブ１８を介在させて、図外の真空ポンプなどの吸気装置を接続する。 また、密閉容器１４にも開閉バルブ１９を介在させて、同様な吸気装置が接続される。 この状態で、吸気装置を作動させると、配管１２内および密閉容器１４内からともに空気が脱気され、減圧される。 このとき、配管１２は、コンクリート基材１０の内部に埋設されているので、従来の脱気方法と異なり、コンクリート基材１０の表面側に加えて、コンクリート基材１０の内部側からも脱気が行なわれる。
【００１２】
このため、コンクリート基材１０の深いところまで、短時間に脱気をおこなうことができる。 このようなコンクリート基材１０の脱気が十分に行なわれると、配管１２内の減圧状態を維持しながら、密閉容器１４内には、含浸材２０が投入される。
この場合、含浸材２０を密閉容器１４内に収納する際には、開閉バルブ１９を開放して、容器１４の内部を大気に開放するので、密閉容器１４内の減圧状態が低下することになるが、本実施例の場合には、コンクリート基材１０の内部側は、配管１２により減圧された状態が維持される。
【００１３】
含浸材２０は、例えば、メタクリル酸メチルやスチレンなどの低粘度ビニール系化合物であるモノマーを含むものであって、これに、トリメチロールプロパントリメタクリレートなどの架橋剤および過酸化ベンゾイルなどの触媒を混合したものを使用することができる。 含浸材２０は、図３に示すように、密閉容器１４の上部側に空間ができる量まで投入され、含浸材２０の投入が完了すると、空間部に圧縮空気などを導入して、含浸材２０に圧力が加えられる。
【００１４】
このような条件で含浸材２０を含浸させると、含浸材２０の含浸範囲は、本実施例の場合には、コンクリート基材１０の内部に透気性配管１２が埋設されていて、この部分から脱気し、かつ、その脱気状態を維持しながら含浸材２０を加圧するので、コンクリート基材１０の内部側程減圧状態が良好に保たれている。
従って、コンクリート基体１０の全表面側から含浸する含浸材２０は、その含浸深さが深くなり、含浸時間も短くすることができる。
【００１５】
以上の含浸処理が終了すると、含浸材２０を含浸したコンクリート基材１０は、容器１４内から取り出され、熱水中に浸漬したり、あるいは、放射線を照射する重合処理が行なわれる。 このような重合処理を行なうと、含浸材２０中に含まれているモノマーが重合してポリマーとなり、コンクリート基材１０の高耐久化，高強度化が図れる。
【００１６】
この重合処理を行なう際には、配管１２内に、例えば、熱水を供給すると、配管１２側からも含浸材の重合反応を行なわせることもできる。
この場合、本実施例では、重合させられるモノマーを含む含浸材２０の含浸深さが深くなるので、コンクリート基材１０の改質の範囲が拡大し、これにより、用途の制限がなくなり、例えば、２次製品に留まらず、構造材としても使用することが可能になる。
【００１７】
また、本実施例では、密閉容器１４の内部を減圧する際には、壁面の外側に配置されたシール部１６ｂが、減圧することにより壁面の外面に密着して、透気性配管１２の接続管部１２２の外周をシールすることができるとともに、密閉容器１４の内部を加圧する際には、壁面の内側に配置されたシール部１６ａが、加圧することにより壁面の内面に密着して、透気性配管１２の接続管部１２２の外周をシールすることができる。
【００１８】
なお、上記実施例では、コンクリート基材１０を脱気した後に、含浸材２０を含浸させる場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、例えば、図２に示した脱気処理を省略して、図３に示した状態で、脱気処理と含浸処理とを同時に行なってもよく、このような含浸方法を採用すると、工程が簡略になり、処理時間も短縮することが可能になる。
【００１９】
図４は、本発明にかかるコンクリート基材への含浸材の含浸方法の第２実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。 同図に示した実施例では、含浸材２０を含浸させるコンクリート基材１０ａに特徴がある。
【００２０】
すなわち、この実施例のコンクリート基材１０ａは、比較的厚みの厚いブロック状のものであって、コンクリート基材１０ａ内に埋設されている配管１２ａは、一端側が閉塞され、他端側がコンクリート基材１０ａの端面から外方に突出する多孔管部１２０ａと、多孔管部１２０ａの突出した部分を合流する合流管部１２１ａと、合流管部１２１ａに連通接続された接続管部１２２ａとを備えている。
【００２１】
多孔管部１２０ａは、コンクリート基材１０ａの厚み方向に沿って所定の間隔を隔てて多段状に配置されている。 このような構造のコンクリート基材１０ａに含浸材２０を含浸する際には、上記実施例と同様に、配管１２ａの接続管部１２２ａにシール材１６を介在させて、コンクリート基材１０ａを密閉容器１４内に収納し、配管１２ａ内および密閉容器１４内を減圧し、含浸材２０に圧力を加えることにより行なわれる。
【００２２】
このようにしてコンクリート基材１０ａに含浸材２０を含浸させて、その後に重合させると、厚いコンクリート基材１０ａにおいても、その内部側まで十分に脱気させることができ、性状の改質範囲が広がる。
図５は、本発明にかかるコンクリート基材への含浸材の含浸方法の第３実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。 同図に示した実施例では、含浸材２０を含浸させるコンクリート基材１０ｂに特徴がある。
【００２３】
すなわち、この実施例のコンクリート基材１０ｂは、比較的厚みの厚いブロック状のものであって、コンクリート基材１０ｂ内に埋設されている配管１２ｂは、一端側が閉塞され、他端側がコンクリート基材１０ｂの端面から外方に突出する多孔管部１２０ｂと、多孔管部１２０ｂの突出した部分を合流する合流管部１２１ｂと、合流管部１２１ｂに連通接続された接続管部１２２ｂとを備えている。
【００２４】
多孔管部１２０ｂは、コンクリート基材１０ｂの厚み方向に沿って所定の間隔を隔てて多段状に配置されている。 また、コンクリート基材１０ｂには、段状の多孔管部１２０ｂに対向するようにして、ほぼ同じ長さの含浸材２０の供給孔１００ｂが複数設けられている。 各供給孔１００ｂは、一端が閉止され、他端側がコンクリート基材１０ｂの側端面に開口している。
【００２５】
このような構造のコンクリート基材１０ａに含浸材２０を含浸する際には、上記実施例と同様に、配管１２ａの接続管部１２２ｂにシール材１６を介在させて、コンクリート基材１０ｂを密閉容器１４内に収納し、配管１２ｂ内および密閉容器１４内を減圧し、含浸材２０に圧力を加えることにより行なわれる。
このようにしてコンクリート基材１０ｂに含浸材２０を含浸させて、その後に重合させると、供給孔１００ｂを介して含浸材２０が供給され、かつ、これが含浸させられるので、厚いコンクリート基材１０ｂにおいても、その内部側まで十分に脱気および含浸させることができ、改質部分が均一に存在するものが得られる。
【００２６】
なお、配管１２，１２ａ，１２ｃは、重合処理の後に、コンクリート基材１０，１０ａ，１０ｂの側端で切断して、その内部にモルタルなどを充填することができるので、例えば、配管１２に鋼製パイプを使用すると、配管１２によるコンクリート基材１０の補強効果も得られる。 また、供給孔１００ｂも重合処理の後に、必要に応じてモルタルなどを充填すればよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかるコンクリート基材への含浸材の含浸方法によれば、以下の効果が得られる。
▲１▼内部から脱気するので、含浸材の含浸深さが深くなり、耐久性などのコンクリートの改質範囲が拡大され、構造部材としても使用することができる。
▲２▼高強度で軽い大きなブロックを製作することができるので、プレキャストブロック工法にこれを採用すると、急速施工が可能になる。
▲３▼脱気のための設備が小さくて済み、含浸時間も短縮されるので、製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる含浸方法に用いるコンクリート基材の一例を示す断面図と上面図である。
【図２】本発明の含浸方法における脱気処理の状態を示す説明図である。
【図３】本発明の含浸方法における含浸処理の状態を示す説明図である。
【図４】本発明の含浸方法の第２実施例を示す説明図である。
【図５】本発明の含浸方法の第３実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ，１０ｂ コンクリート基材１２，１１２ａ，１２ｂ 配管１４ 密閉容器１６ シール材２０ 含浸材