JP2005076345A - コンクリート製タンクの補修構造、および補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 補修の工期を短縮することができる、コンクリート製タンクの補修構造を提供する。
【解決手段】 コンクリート製タンク２の補修構造３は、タンク２の劣化した劣化コンクリート部分４を有する表面にアンカー７によって張り付けられたシート５と、そのシート５上の塗膜層とからなる。ここで、シート５は、少なくともポリエステルフィルムとポリエチレンフィルムとが積層されてなる。一方、塗膜層６は、ポリウレア樹脂からなる塗膜材が吹き付けられて形成される。
【選択図】 図２

Description

この発明は、上水、農水、工水、下水、油、排液、化学物質等の、液体あるいは液状物用の、コンクリート製タンクの補修構造、および補修方法に関するものである。

例えば、上水道施設のコンクリート製配水池において、２０〜３０年以前に建設された配水池にあっては、劣化のため、漏水とか断面損傷に至るものも生じていた。このような場合の補修方法として、従来は、図４および図５に示すように、コンクリート製タンク１１における、劣化コンクリート部分１２を除去した後、下地処理として、その除去した部分をポリマーセメントモルタル１３で修復していた。そして、ポリマーセメントモルタル１３が硬化した後に、表面をエポキシ樹脂１４により塗装していた。

ところで、前記従来の補修方法においては、ポリマーセメントモルタル１３による下地処理とエポキシ樹脂１４による塗装との作業工程、および、硬化養生に多くの日数を必要とした。しかし、このような補修工事は、工期（工事期間）短縮を厳しく求められるため、客先の要望に対応するのが極めて困難であった。

この発明は、上記した従来の欠点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、補修の工期を短縮することができる、コンクリート製タンクの補修構造、および補修方法を提供することにある。

この発明に係るコンクリート製タンクの補修構造、および補修方法は、前記目的を達成するために、次の構成からなる。すなわち、
請求項１に記載の発明に係るコンクリート製タンクの補修構造は、液体あるいは液状物用の、コンクリート製のタンクの補修構造である。この補修構造は、前記タンクの劣化した劣化コンクリート部分を有する表面に張り付けられたシートと、そのシート上の、合成樹脂または合成ゴムからなる塗膜材によって形成された塗膜層とを、備える。この補修構造によると、合成樹脂または合成ゴムからなる塗膜材によって形成される塗膜層により、タンクの表面、すなわち内面とか外面とかが保護される。このとき、塗膜層は、タンクの劣化コンクリート部分を有する表面に張り付けられたシート上に形成されており、このシートが、塗膜層の下地として機能している。このように、シートにより塗膜層の下地を形成することで、劣化コンクリートを除去しその除去した部分をモルタル等で埋めて下地を形成する必要がなく、補修の工期が短縮される。

また、請求項２に記載の発明に係るコンクリート製タンクの補修構造は、請求項１に記載の補修構造において、前記シートは、その線膨張係数が、−５．０×１０^-2〜４．０×１０^-5／℃の範囲となっている。この範囲の線膨張係数を持つ前記シートは、その線膨張係数が下地コンクリートの線膨張係数に近いことにより、下地の熱変形に対し極めて近い挙動を示すので、温度変化に対して下地界面との応力発生が少なく、はがれの発生を抑制することができる。特に、シートの線膨張係数が、−１．０×１０^-2〜２．０×１０^-5／℃の範囲にある場合には、上記効果が顕著であり、より好ましい。

また、請求項３に記載の発明に係るコンクリート製タンクの補修構造は、請求項１または２に記載の補修構造において、前記シートは、その引張り弾性率が２００〜１５００ＭＰａの範囲となっている。この範囲の引張り弾性率を持つ前記シートは、一般に塗膜層単体の引張り弾性率より高い弾性率を有しているため、塗膜層と複合化された場合、外力により塗膜層が容易に破壊されることはなく、また、シートがタンクの表面にアンカーによって張り付けられると、そのアンカー部分に生ずる応力を緩和させるため、シートと塗膜層とからなる複合体シートが容易に破壊されることはない。特に、シートの引張り弾性率が、５００〜１０００ＭＰａの範囲にある場合には、上記効果が確実であり、より好ましい。

また、請求項４に記載の発明に係るコンクリート製タンクの補修構造は、請求項２または３に記載の補修構造において、前記シートは、少なくともポリエステルフィルムとポリエチレンフィルムとが積層されてなる。このように、シートは、少なくともポリエステルフィルムとポリエチレンフィルムとが積層されて形成されることから、このシートの反りを防ぐことができる。特に、このシート上に塗膜層を形成する際に、塗膜材の硬化によって発生する熱の影響や、塗膜材の硬化収縮により、シートが、波打つ等して変形する量を減少させることができる。

また、請求項５に記載の発明に係るコンクリート製タンクの補修構造は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の補修構造において、前記塗膜層は、伸び率が５０％以上となっている。このように、塗膜層の伸び率が５０％以上あることから、シートの変形に容易に追従することが可能となり、この塗膜層にクラックが生じるのを防ぐことができる。

また、請求項６に記載の発明に係るコンクリート製タンクの補修構造は、請求項５に記載の補修構造において、前記塗膜材は、ポリウレア樹脂またはポリウレタン樹脂からなる。こうして、塗膜層を形成する塗膜材が、ポリウレア樹脂またはポリウレタン樹脂からなることから、塗膜層は、短時間の硬化が可能となり、工期が一層短縮され、また、機械的物性にも優れる。

また、請求項７に記載の発明に係るコンクリート製タンクの補修構造は、請求項４に記載の補修構造において、前記シートは、その最上層に前記ポリエステルフィルムが用いられ、前記塗膜材は、ポリウレア樹脂またはポリウレタン樹脂からなる。こうして、塗膜層を形成する塗膜材が、ポリウレア樹脂またはポリウレタン樹脂からなり、その塗膜層が、ポリエステルフィルムの上に設けられることから、この塗膜層の、シートに対する接着性を高めることができる。しかも、塗膜材が、ポリウレア樹脂またはポリウレタン樹脂からなることから、塗膜層は、短時間で硬化し、工期が一層短縮され、また、機械的物性にも優れる。

また、請求項８に記載の発明に係るコンクリート製タンクの補修構造は、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の補修構造において、前記シートは、アンカーによって前記表面に張り付けられている。こうすることで、シートは、タンクの劣化した劣化コンクリート部分を有する表面に、確実に張り付けられる。

また、請求項９に記載の発明に係るコンクリート製タンクの補修構造は、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の補修構造において、前記塗膜層は、前記塗膜材の吹付けによって形成されている。

また、請求項１０に記載の発明に係るコンクリート製タンクの補修方法は、液体あるいは液状物用の、コンクリート製のタンクの補修方法である。この補修方法は、前記タンクの劣化した劣化コンクリート部分を有する表面に、アンカーによってシートを張り付け、そして、そのシート上に、塗膜材の吹付けによって、塗膜層を形成する。この補修方法によると、塗膜材の吹付けによって形成される塗膜層により、タンクの表面、すなわち内面とか外面とかが保護される。このとき、塗膜層は、タンクの劣化コンクリート部分を有する表面に張り付けられたシート上に形成されており、このシートが、塗膜層の下地として機能する。このように、シートにより塗膜層の下地を形成することで、劣化コンクリートを除去しその除去した部分をモルタル等で埋めて下地を形成する必要がなく、補修の工期が短縮される。そして、シートは、タンクの劣化した劣化コンクリート部分を有する表面に、アンカーによって張り付けられることから、このシートは、タンクの表面に確実に張り付けられる。

また、請求項１１に記載の発明に係るコンクリート製タンクの補修方法は、請求項１０に記載の補修方法において、前記塗膜材は、ポリウレア樹脂またはポリウレタン樹脂からなる。こうして、塗膜層を形成する塗膜材が、ポリウレア樹脂またはポリウレタン樹脂からなることから、塗膜層は、短時間の硬化が可能となり、工期が一層短縮され、また、機械的物性にも優れる。

以上、詳述したところから明らかなように、この発明に係るコンクリート製タンクの補修構造、および補修方法によれば、シートにより塗膜層の下地を形成することで、劣化コンクリートを除去しその除去した部分をモルタル等で埋めて下地を形成する必要がなく、補修の工期を短縮することができる。

以下、この発明に係るコンクリート製タンクの補修構造、および補修方法を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１ないし図３は、本発明に係るコンクリート製タンクの補修構造、および補修方法の一実施の形態を示す。図中符号１は、地面である。２は、上水、農水、工水、下水、油、排液、化学物質等の、液体あるいは液状物用の、コンクリート製のタンクであって、図示実施の形態においては、配水池とか貯水池とか調整池等の、例えば円形状の側壁２ａを備えたタンクである。３は、このコンクリート製タンク２の補修構造である。

この補修構造３は、タンク２の劣化した劣化コンクリート部分４を有する表面に張り付けられたシート５と、そのシート５上の、合成樹脂または合成ゴムからなる塗膜材によって形成された塗膜層６とを備えている。図示実施の形態においては、タンク２の内側であって、劣化コンクリート部分４を有する側壁２ａおよび底版２ｂの表面に、シート５が張り付けられ、そして、塗膜材が吹き付けられることで、それら側壁２ａおよび底版２ｂが補修される。

ここで、シート５は、その伸び率が３０％以上となっている。そして、シート５は、その線膨張係数が、−５．０×１０^-2〜４．０×１０^-5／℃の範囲となっている。この範囲の線膨張係数を持つシート５は、その線膨張係数が下地コンクリートの線膨張係数に近いことにより、下地の熱変形に対し極めて近い挙動を示すので、温度変化に対して下地界面との応力発生が少なく、はがれの発生を抑制することができる。特に、シート５の線膨張係数が、−１．０×１０^-2〜２．０×１０^-5／℃の範囲にある場合には、上記効果が顕著であり、より好ましい。また、シート５は、その引張り弾性率が２００〜１５００ＭＰａの範囲となっている。この範囲の引張り弾性率を持つシート５は、一般に塗膜層６単体の引張り弾性率より高い弾性率を有しているため、塗膜層６と複合化された場合、外力により塗膜層６が容易に破壊されることはなく、また、シート５がタンク２の表面に張り付けられる後述のアンカー７部分に生ずる応力を緩和させるため、シート５と塗膜層６とからなる複合体シートが容易に破壊されることはない。特に、シート５の引張り弾性率が、５００〜１０００ＭＰａの範囲にある場合には、上記効果が確実であり、より好ましい。

詳細には、シート５は、合成樹脂製である。そして、シート５は、少なくともポリエステルフィルムとポリエチレンフィルムとが積層されてなる。具体的には、図３に示すように、シート５は、劣化コンクリート部分４側から順に、ポリエステルフィルムからなる第１層５ａ、ポリエチレンフィルムからなる第２層５ｂ、緩衝材からなる第３層５ｃ（緩衝層）、ポリエチレンフィルムからなる第４層５ｄ、補強材としてのガラスマット（ガラス繊維）からなる第５層５ｅ（補強層）、ポリエチレンフィルムからなる第６層５ｆ、そして、最上層として遮水フィルム（例えば、ポリエステルフィルム）からなる第７層５ｇ（遮水層）によって構成されている。また、このシート５は、アンカー７、７によって（詳細には、アンカー７、７の打ち込みによって）タンク２の表面に張り付けられている。

塗膜層６は、その伸び率が５０％以上であるのが好ましく、図示実施の形態においては、２００％以上となっている。詳細には、この塗膜層６を形成する塗膜材は、ポリウレア樹脂またはポリウレタン樹脂からなる。そして、塗膜層６は、スプレーガンによる前記塗膜材の吹付けによって形成されている。また、この塗膜層６の厚さは、１〜３ｍｍが好ましく、特に１．５ｍｍ前後が好適である。

ここで、この補修構造３を構成するための、タンク２の補修方法は、始めに、図１に示すように、タンク２の劣化した劣化コンクリート部分４を有する表面に、アンカー７、７によって（詳細には、アンカー７、７の打ち込みによって）シート５を張り付ける。その後、図２に示すように、シート５上に、ポリウレア樹脂またはポリウレタン樹脂からなる塗膜材の吹付けによって、塗膜層６を形成する。こうして、コンクリート製タンク２（図示実施の形態においては、タンク２の側壁２ａおよび底版２ｂ）が補修される。

次に、以上の構成からなるコンクリート製タンク２の補修構造３、および補修方法の作用効果について説明する。この補修構造３あるいは補修方法によると、合成樹脂（詳細には、ポリウレア樹脂またはポリウレタン樹脂）からなる塗膜材によって形成される塗膜層６により、タンク２の表面（詳細には、内面）が保護される。このとき、塗膜層６は、タンク２の劣化コンクリート部分４を有する表面に張り付けられたシート５上に形成されており、このシート５が、塗膜層６の下地として機能することとなる。このように、シート５により塗膜層６の下地を形成することで、劣化コンクリートを除去しその除去した部分をモルタル等で埋めて下地を形成する必要がない。したがって、補修の工期を短縮することができる。しかも、塗膜層６を形成する塗膜材が、ポリウレア樹脂またはポリウレタン樹脂からなることから、塗膜層６（塗膜材）は、短時間の硬化が可能となり、工期が一層短縮され、また、機械的物性にも優れる。そして、塗膜層６は、この短時間で硬化する塗膜材の、一回の吹付けによって形成することができ、このことから、工期がより一層短縮される。

また、シート５は、少なくともポリエステルフィルムとポリエチレンフィルムとが積層されて形成されることから、このシート５の反りを的確に防ぐことができる。特に、このシート５上に塗膜層６を形成する際に、塗膜材の硬化によって発生する熱の影響や、塗膜材の硬化収縮により、シート５が、波打つ等して変形する量を減少させることができる。そして、シート５は、アンカー７、７によって（詳細には、アンカー７、７の打ち込みによって）タンク２の表面に張り付けられている。こうすることで、シート５は、タンク２の劣化した劣化コンクリート部分４を有する表面に、確実に張り付けられる。また、このように、シート５が、アンカー７、７によって（詳細には、アンカー７、７の打ち込みによって）タンク２の表面に張り付けられることから、シート５は、タンク２の表面に、全面ではなく部分的に密着する。このため、タンク２の表面にクラックが発生した場合であっても、シート５や塗膜層６のゼロスパン伸びを考慮することなく、それらシート５や塗膜層６にクラックが生ずるのを避けることができる。

また、塗膜層６は、その伸び率が５０％以上あることから、シート５の変形に容易に追従することが可能となり、この塗膜層６にクラックが生じるのを防ぐことができる。そして、塗膜層６を形成する塗膜材が、ポリウレア樹脂またはポリウレタン樹脂からなり、その塗膜層６が、シート５を構成するポリエステルフィルム（第７層５ｇ）の上に設けられることから、この塗膜層６の、シート５に対する接着性を高めることができる。また、この塗膜材が、ポリウレア樹脂またはポリウレタン樹脂からなることから、例えば水質規格を満足するような安全性を確保することができ、このタンク２を、上水道用のタンクに適切に適用することができる。特に、ポリウレア樹脂は、耐酸性、耐アルカリ性、耐塩素性、耐オゾン性、耐候性に優れており、上水道用に限らず、下水道用とか化学物質用等のタンクに幅広く採用することが可能となる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるわけではなく、その他種々の変更が可能である。例えば、タンク２の、劣化コンクリート部分４を有する表面に、シート５を張り付けるにあたって、シート５を直接張り付けてもよいが、必要に応じて、断面修復とか止水を行った後に、張り付けてもよい。

また、このタンク２の補修において、劣化コンクリート部分４が、タンク２の内側にある場合には、タンク２の内面にシート５および塗膜層６が設けられるが、劣化コンクリート部分４がタンク２の外側にある場合には、当然に、タンク２の外面にシート５および塗膜層６が設けられる。また、タンク２の補修される箇所は、側壁２ａとか底版２ｂでなくとも、天井であってもよい。

また、シート５は、少なくともポリエステルフィルムとポリエチレンフィルムとが積層されてなるが、他のフィルムが積層されてもよく、また、積層されることなく、一種類の材料からなっていてもよい。また、このシート５は、アンカー７によってタンク２の表面に張り付けられるが、その他の方法で張り付けられてもよい。

また、塗膜層６を形成する塗膜材は、ポリウレア樹脂とかポリウレタン樹脂を代表とする重付加型樹脂に限定されるものではなく、アクリルウレタン樹脂、エポキシ樹脂などのその他の重付加型樹脂、アクリルシリコン樹脂、シリコーン樹脂などの重縮合型樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などのラジカル付加重合型樹脂、あるいは、その他の合成樹脂であってもよく、また、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ニトリルゴムなどの合成ゴムであってもよい。さらに、合成樹脂からなる塗膜材としては、アクリル樹脂エマルション、ウレタン樹脂エマルション、エポキシ樹脂エマルション、フッ素樹脂エマルション、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂エマルション、酢酸ビニル・アクリル酸エステルエマルションなどの合成樹脂の水分散体、また、合成ゴムからなる塗膜材としては、スチレン・ブタジエンゴムエマルションなどの合成ゴムの水分散体であってもよい。また、塗膜層６は、一種類の材料によって形成されなくとも、複数種類の材料が混合されて形成されてもよく、また、それら複数種類の材料が積層されて形成されてもよい。

また、塗膜層６は、塗膜材の吹付けによって形成されるが、塗膜材の材料によっては、金コテ、ローラー、刷毛等によって塗布されてもよい。

この発明に係るコンクリート製タンクの補修構造、および補修方法の一実施の形態の、補修過程を示す断面図である。 同じく、補修構造を示す断面図である。 同じく、図２における要部拡大図である。 従来の、劣化したコンクリート製タンクを示す断面図である。 従来の、コンクリート製タンクの補修構造を示す断面図である。

符号の説明

２ タンク
３ 補修構造
４ 劣化コンクリート部分
５ シート
６ 塗膜層
７ アンカー

Claims (11)

1. 液体あるいは液状物用の、コンクリート製のタンクの補修構造であって、
   前記タンクの劣化した劣化コンクリート部分を有する表面に張り付けられたシートと、
   そのシート上の、合成樹脂または合成ゴムからなる塗膜材によって形成された塗膜層とを、備えることを特徴とする、コンクリート製タンクの補修構造。
2. 前記シートは、その線膨張係数が、−５．０×１０^-2〜４．０×１０^-5／℃の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の、コンクリート製タンクの補修構造。
3. 前記シートは、その引張り弾性率が２００〜１５００ＭＰａの範囲にあることを特徴とする請求項１または２に記載の、コンクリート製タンクの補修構造。
4. 前記シートは、少なくともポリエステルフィルムとポリエチレンフィルムとが積層されてなることを特徴とする請求項２または３に記載の、コンクリート製タンクの補修構造。
5. 前記塗膜層は、伸び率が５０％以上であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の、コンクリート製タンクの補修構造。
6. 前記塗膜材は、ポリウレア樹脂またはポリウレタン樹脂からなることを特徴とする請求項５に記載の、コンクリート製タンクの補修構造。
7. 前記シートは、その最上層に前記ポリエステルフィルムが用いられ、前記塗膜材は、ポリウレア樹脂またはポリウレタン樹脂からなることを特徴とする請求項４に記載の、コンクリート製タンクの補修構造。
8. 前記シートは、アンカーによって前記表面に張り付けられていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の、コンクリート製タンクの補修構造。
9. 前記塗膜層は、前記塗膜材の吹付けによって形成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の、コンクリート製タンクの補修構造。
10. 液体あるいは液状物用の、コンクリート製のタンクの補修方法であって、
    前記タンクの劣化した劣化コンクリート部分を有する表面に、アンカーによってシートを張り付け、
    そのシート上に、塗膜材の吹付けによって、塗膜層を形成することを特徴とする、コンクリート製タンクの補修方法。
11. 前記塗膜材は、ポリウレア樹脂またはポリウレタン樹脂からなることを特徴とする請求項１０に記載の、コンクリート製タンクの補修方法。

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