場合によっては亀裂を修復する必要がありますが、選択肢はたくさんあります。最適な修復オプションをどのように設計して選択すればよいでしょうか?これはあなたが思っているほど難しくありません。
亀裂を調査し、修復目標を決定した後、最適な修復材料と手順を設計または選択するのは非常に簡単です。この亀裂修復オプションの概要には、洗浄と充填、注入と封止/充填、エポキシとポリウレタンの注入、自己修復、および「修復なし」の手順が含まれます。
「パート 1: コンクリートのひび割れを評価およびトラブルシューティングする方法」で説明したように、ひび割れを調査し、ひび割れの根本原因を特定することが、最適なひび割れ補修計画を選択するための鍵となります。つまり、適切な亀裂修復を設計するために必要な重要な項目は、平均亀裂幅 (最小幅と最大幅を含む) と、亀裂が活動中か休止中かを判断することです。もちろん、亀裂修復の目的は、亀裂の幅を測定し、将来亀裂が移動する可能性を判断することと同じくらい重要です。
活動的な亀裂は移動し、成長しています。例としては、継続的な地盤沈下によって生じるひび割れや、コンクリート部材や構造物の収縮・膨張継ぎ目であるひび割れなどが挙げられます。休眠亀裂は安定しており、将来的に変化するとは予想されません。通常、コンクリートの収縮によるひび割れは、初期には活発に発生しますが、コンクリートの含水率が安定するにつれて最終的には安定し、休眠状態に入ります。さらに、十分な量の鋼棒 (鉄筋、鋼繊維、または巨視的な合成繊維) が亀裂を通過すると、将来の動きは制御され、亀裂は休止状態にあると考えられる場合があります。
休眠亀裂の場合は、硬質または柔軟な補修材を使用します。活発な亀裂には、将来の動きを可能にする柔軟な修復材料と特別な設計上の考慮事項が必要です。活発な亀裂に対して硬質補修材を使用すると、通常、補修材および/または隣接するコンクリートに亀裂が生じます。
写真 1. ニードルチップミキサー (No. 14、15、および 18) を使用すると、配線なしで低粘度の補修材をヘアライン亀裂に簡単に注入できます。 Kelton Glewwe、Roadware, Inc.
もちろん、ひび割れの原因を特定し、そのひび割れが構造的に重要かどうかを判断することは重要です。設計、詳細、または建設上の誤りの可能性を示す亀裂は、構造物の耐荷重能力や安全性について心配させる可能性があります。この種の亀裂は構造的に重要な場合があります。ひび割れは荷重によって発生する場合もあれば、乾燥収縮、熱膨張、収縮などのコンクリート固有の体積変化に関連している場合もあり、重大な場合もあればそうでない場合もあります。修理オプションを選択する前に、原因を特定し、ひび割れの重要性を考慮してください。
設計、詳細設計、施工ミスによって生じた亀裂の修復は、単なる記事の範囲を超えています。この状況では通常、包括的な構造解析が必要となり、場合によっては特別な補強の修理が必要になります。
コンクリートコンポーネントの構造的安定性や完全性を回復すること、水漏れやその他の有害な要素（除氷剤など）の防止や密閉、亀裂エッジのサポートの提供、亀裂の外観の改善などが一般的な修復目標です。これらの目的を考慮すると、メンテナンスは大きく 3 つのカテゴリに分類できます。
露出コンクリートや建築用コンクリートの普及により、化粧ひび割れ補修の需要が高まっています。場合によっては、完全性の修復や亀裂の封止/充填にも外観の修復が必要になることがあります。修復技術を選択する前に、亀裂修復の目的を明確にする必要があります。
亀裂の修復を設計する前、または修復手順を選択する前に、4 つの重要な質問に答える必要があります。これらの質問に答えると、修復オプションをより簡単に選択できるようになります。
写真 2. セロハンテープ、ドリルで穴を開け、手持ち式二連銃に接続されたラバーヘッド混合チューブを使用すると、低圧で細い線の亀裂に補修材を注入できます。Kelton Glewwe、Roadware, Inc.
この簡単な技術は、非常に低粘度の補修材が入手できるようになったため、特に建築物の補修で人気が高まっています。これらの補修材は重力によって非常に狭い亀裂に容易に流入するため、配線（四角形または V 形のシーラント リザーバーを設置する）の必要がありません。配線が不要なため、最終的な補修幅はクラック幅と同じとなり、配線クラックに比べて目立ちにくいです。さらに、ワイヤーブラシと掃除機の使用は、配線よりも迅速かつ経済的です。
まず、亀裂を清掃して汚れや破片を取り除き、次に低粘度の補修材を充填します。メーカーは、補修材を塗布するために手持ち式デュアルバレル スプレーガンに接続する非常に小さな直径の混合ノズルを開発しました (写真 1)。ノズル先端が亀裂の幅よりも大きい場合、ノズル先端のサイズに対応する表面漏斗を作成するために亀裂のルーティングが必要になる場合があります。メーカーのマニュアルで粘度を確認してください。メーカーによっては、材料の最小亀裂幅を指定している場合があります。センチポアズで測定すると、粘度値が低下すると、材料は薄くなったり、狭い亀裂に流れ込みやすくなります。単純な低圧注入プロセスを使用して修復材を取り付けることもできます (図 2 を参照)。
写真 3. 配線と封止では、まず封止剤容器を四角または V 字型の刃で切断し、次に適切な封止剤または充填剤を充填します。図に示すように、配線亀裂はポリウレタンで充填され、硬化後に傷が付けられ、表面と面一になります。キム・バシャム
これは、孤立した細かい亀裂や大きな亀裂を修復するための最も一般的な手順です（写真3）。これは、亀裂 (配線) を拡大し、適切なシーラントまたは充填剤で埋めることを含む非構造的な修理です。シーラント リザーバーのサイズと形状、および使用されるシーラントまたはフィラーの種類に応じて、配線とシーリングによって活動中の亀裂と休止中の亀裂を修復できます。この方法は水平面に非常に適していますが、たわみのない補修材を使用すれば垂直面にも使用できます。
適切な修復材料には、エポキシ、ポリウレタン、シリコーン、ポリ尿素、ポリマーモルタルなどがあります。床スラブの場合、設計者は、予想される床の交通量や将来の亀裂の動きに対応できるように、適切な柔軟性と硬度または剛性特性を備えた材料を選択する必要があります。シーラントの柔軟性が高まると、亀裂の伝播と移動に対する耐性が高まりますが、材料の耐荷重能力と亀裂エッジのサポートは低下します。硬度が増加すると、耐荷重能力と亀裂エッジのサポートが増加しますが、亀裂の移動許容度は減少します。
図 1. 材料のショア硬度値が増加すると、材料の硬度または剛性が増加し、柔軟性が減少します。激しい走行にさらされた亀裂の亀裂端が剥離するのを防ぐためには、少なくとも約 80 のショア硬度が必要です。Kim Basham 氏は、図 1 に示すように、亀裂エッジの方が優れているため、ハードホイールの交通床の休止亀裂には、より硬い補修材 (充填材) を好みます。活動中の亀裂の場合は、柔軟なシーラントが好まれますが、シーラントの耐荷重能力と、クラックエッジサポートが低い。ショア硬度の値は、修復材料の硬度 (または柔軟性) に関連します。ショア硬度の値が増加すると、修復材の硬度 (剛性) が増加し、柔軟性が減少します。
活動的な骨折の場合、シーラント リザーバーのサイズと形状の要素は、将来予想される骨折の動きに適応できる適切なシーラントを選択するのと同じくらい重要です。フォームファクターはシーラントリザーバーのアスペクト比です。一般的に、柔軟なシーラントの場合、推奨されるフォーム ファクターは 1:2 (0.5) および 1:1 (1.0) です (図 2 を参照)。フォームファクターを小さくすると（深さに対して幅を大きくすることで）、亀裂幅の拡大によって引き起こされるシーラントの歪みが減少します。シーラントの最大ひずみが減少すると、シーラントが耐えられる亀裂の成長量が増加します。メーカーが推奨するフォームファクターを使用すると、失敗することなくシーラントの最大の伸びが保証されます。必要に応じて、フォームサポートロッドを取り付けてシーラントの深さを制限し、「砂時計」のような細長い形状を形成します。
シーラントの許容伸びは、形状係数の増加とともに減少します。6インチ用。合計深さ 0.020 インチの厚いプレート。シーラントなしの破損したリザーバーの形状係数は 300 (6.0 インチ/0.020 インチ = 300) です。これは、シーラントタンクを使用せずに柔軟なシーラントでシールされた活動的な亀裂が頻繁に失敗する理由を説明します。貯留部がない場合、亀裂の伝播が発生すると、ひずみはすぐにシーラントの引張能力を超えます。活発な亀裂の場合は、シーラント メーカーが推奨するフォームファクターのシーラント リザーバーを常に使用してください。
図 2. 幅と深さの比を大きくすると、将来の亀裂の瞬間に耐えるシーラントの能力が高まります。将来亀裂の幅が大きくなるにつれて材料が適切に伸びることができるように、アクティブな亀裂には 1:2 (0.5) ～ 1:1 (1.0) のフォーム ファクターを使用するか、シーラント メーカーの推奨に従って使用してください。キム・バシャム
エポキシ樹脂の注入により、0.002 インチほどの狭い亀裂を接着または溶接し、強度や剛性などのコンクリートの完全性を回復します。この工法は、ひび割れを抑制するためにたわみのないエポキシ樹脂の表面キャップを適用し、水平、垂直または頭上亀裂に沿って試錐孔内に密な間隔で注入口を設置し、エポキシ樹脂を圧力注入します（写真4）。
エポキシ樹脂の引張強さは 5,000 psi を超えます。このため、エポキシ樹脂注入は構造修復と考えられます。ただし、エポキシ樹脂の注入では設計上の強度が回復するわけではなく、設計ミスや施工ミスにより破損したコンクリートを補強するものでもありません。耐荷重能力や構造上の安全性の問題を解決するために、亀裂を注入するためにエポキシ樹脂が使用されることはほとんどありません。
写真 4. エポキシ樹脂を注入する前に、エポキシ樹脂の加圧を制限するために、亀裂表面を垂れないエポキシ樹脂で覆う必要があります。注入後、エポキシキャップは研削によって除去されます。通常、カバーを取り外すとコンクリートに摩耗痕が残ります。キム・バシャム
エポキシ樹脂注入は強固な全層修復であり、注入された亀裂は隣接するコンクリートよりも強度が高くなります。活動中の亀裂、または収縮または伸縮継手として機能する亀裂が注入されると、修復された亀裂の横または離れたところに他の亀裂が形成されることが予想されます。将来の動きを制限するために、休止状態の亀裂、または亀裂を通過する十分な数の鋼棒を使用して亀裂のみを注入します。次の表は、この修復オプションと他の修復オプションの重要な選択機能をまとめたものです。
ポリウレタン樹脂は、0.002 インチほどの狭い濡れた亀裂や漏れた亀裂をシールするために使用できます。この修理オプションは主に水漏れを防ぐために使用され、亀裂に反応性樹脂を注入し、水と結合して膨潤するゲルを形成し、漏れを塞いで亀裂を密閉します（写真5）。これらの樹脂は水を追いかけてコンクリートの緻密な微小亀裂や細孔に浸透し、濡れたコンクリートと強力な結合を形成します。さらに、硬化したポリウレタンは柔軟性があり、将来の亀裂の動きに耐えることができます。この修復オプションは永続的な修復であり、活動中の亀裂または休止中の亀裂に適しています。
写真5. ポリウレタンの射出には、穴あけ、射出ポートの設置、樹脂の加圧射出が含まれます。樹脂はコンクリート内の水分と反応して安定した柔軟な発泡体を形成し、ひび割れや漏れのひび割れをシールします。キム・バシャム
最大幅が 0.004 インチから 0.008 インチの亀裂の場合、これは湿気の存在下での亀裂修復の自然なプロセスです。修復プロセスは、未水和セメント粒子が湿気にさらされて不溶性の水酸化カルシウムが形成され、セメントスラリーから表面に浸出し、周囲の空気中の二酸化炭素と反応してひび割れの表面に炭酸カルシウムが生成されることによって起こります。0.004インチ。数日後には、0.008インチの広い亀裂が治ります。ひび割れは数週間以内に治る場合があります。亀裂が速い流れの水や動きの影響を受けると、治癒は起こりません。
場合によっては、「修理しない」ことが最善の修理オプションです。すべての亀裂を修復する必要があるわけではなく、亀裂を監視することが最良の選択肢である可能性があります。必要に応じて、亀裂は後で修復できます。
投稿時間: 2021 年 9 月 3 日