JP3437954B2 - 既設床の改修工法および既設床の表層除去方法 - Google Patents

既設床の改修工法および既設床の表層除去方法

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JP3437954B2
JP3437954B2 JP2000291750A JP2000291750A JP3437954B2 JP 3437954 B2 JP3437954 B2 JP 3437954B2 JP 2000291750 A JP2000291750 A JP 2000291750A JP 2000291750 A JP2000291750 A JP 2000291750A JP 3437954 B2 JP3437954 B2 JP 3437954B2
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仁 堀米
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信雄 齋藤
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株式会社シーアールティー・ワールド
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリートやモ
ルタル等の固化材により形成されている既設床の表層を
除去するとともに、その除去部分に新規表層を形成する
ことにより、既設床の改修を行う既設床の改修工法、な
らびにこれに好適な既設床の表層除去工法に関する。
【0002】
【従来の技術】近時、特にコンクリートやモルタル等の
固化材により形成されている床(以下、単に床ともい
う)、特に産業工場のコンクリート床においては、老朽
化が深刻な問題となっている。一般に、床の老朽化の程
度は、クラック(ひび割れ)の形状や密度を指標に判別
することができる。
【0003】床の老朽化の過程を通常のクラック進行過
程に基づいてみれば、次のようになる。すなわち、床材
(コンクリート)の乾燥収縮、またフォークリフトやト
ラック等の走行車輌により加えられる外力が原因で一方
向クラックが発生する。これが初期段階である。次い
で、この一方向クラックが成長し、クラック密度が上昇
していく。これが中期段階である。次いで後期段階にな
ると、クラックが床スラブを貫通する、つまりいわゆる
貫通クラックが発生するとともに、漏水や遊離石灰が発
生する。そして、末期段階においては、貫通クラック部
位において浸透水等により床スラブが陥没破壊に至る。
【0004】クラックの発生原因については一概にはい
えないが、フォークリフト等の車輌が走行する工場にお
いては、この車輌の車輪により床に対して加えられる曲
げせん断応力およびねじりせん断応力が主要因の一つで
あると考えられる。例えば、2.5トンフォークリフト
(エアータイヤ)において前輪により床に対して加えら
れる曲げ強度を評価すると、約2.04MPaとなる。
我が国の産業床の一般的な設計基準圧縮強度が18MP
aであり、通常曲げ強度は圧縮強度の1/5〜1/8で
あるから、例えば1/8とすると、一般的な産業床の曲
げ強度は2.25MPaとなる。以上より、安全率を求
めると、2.25/2.04=1.10となる。このよ
うに、我が国の一般的な産業床はそもそも安全率が著し
く低く、フォークリフト等の車輌の走行に長期間耐えら
れるものではないことが判る。
【0005】いうまでもないが、床の老朽化は陥没破壊
まで止まることなく進行するものであり、ある程度まで
老朽化した床は、安全性等のために改修を行う必要があ
る。そこで、従来から、改修部分を切削等により除去す
るとともに除去部分にコンクリート等の固化材を打ち継
ぐ方法や、床全体の完全な打ち直し等により、既設床の
改修が行われている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来方
法による改修を行ったとしても、耐久性が前述のとおり
根本的に低く、クラックが再発するおそれがある等の問
題点を有している。また、特に固化材を打ち継ぐ方法で
は、改修部分と未改修部分との一体性が弱いことも問題
であった。
【0007】したがって、本発明の主たる課題は、改修
部分と未改修部分との一体性が高く、耐久性の高い床を
構築することができる工法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決した本発
明は、次のとおりである。 <請求項1記載の発明> 固化材により形成されている既設床の表層を除去すると
ともに、その除去部分に新規表層を形成することによ
り、クラックを有する既設床の改修を行う既設床の改修
工法であって、前記除去部分に、クラックに沿って、深
さ20〜40mm、幅30〜50mmの補強梁形成用凹
溝を形成した後に、この補強梁形成用凹溝内を含む表層
除去部分に繊維補強固化材を打設して、前記新規表層を
形成する、ことを特徴とする既設床の改修工法。
【0009】<作用効果> かくして改修された床においては、既設床残部上に新規
表層が形成されるとともに、新規打設部分内全体に補強
繊維が良好に分散され、かつ既設床残部に形成した凹溝
内に充填された固化材により新規表層の一部として補強
梁が形成される。そして、かかる改修床においては、補
強梁部が既設床残部内に強固に食い込み、新規表層と既
設床との一体性が著しく高まるとともに、新規表層内に
補強繊維が均一に分散した状態で埋め込まれることによ
って、新規表層自体の(特に表面の)強度が著しく高ま
り、耐久性も著しく高くなり、さらに補強梁部によって
新規表層の断面係数、断面2次モーメントが大きくな
り、曲げ強度が著しく高くなる。またそのため、またそ
のため、必要以上に既設床を深く切削する必要がなく、
コスト削減、工期短縮が実現できる。
【0010】<請求項2記載の発明> 前記既設床の表層除去処理として、少なくとも、前記既
設床の対象部位に複数の凹溝を形成するとともに、これ
ら凹溝間の凸部の側面の根元部に、側方から外力を与え
て折り取る主除去処理、およびショットブラストによる
表面仕上げ処理をこの順に行う、請求項1記載の既設床
の改修工法。
【0011】<作用効果> かかる主除去処理により、既設床を、残部の損傷を少な
くしながら表層除去を行うことができる。またショット
ブラスト処理を行うことにより、その主除去処理表面に
微小凹凸が多数形成され、後に打設される繊維補強固化
材の付着性が高まり、もって新設部分と既設部分との一
体性が向上する。
【0012】<請求項3記載の発明> 前記主除去処理の後に、前記表面仕上げ処理に先立っ
て、往復駆動されるピストン部材を処理対象面に叩き付
ける荒削り処理を行う、請求項2記載の既設床の改修工
法。
【0013】<作用効果> 特に既設床の劣化が進んでいる場合には、上記主除去処
理面に相対的に脆弱な部分が露出している場合がある。
また、コンクリート床では粒径5mm以上の粗骨材も含
まれており、前述の主除去処理ではかかる粒径の大きい
粗骨材などは、切削されず浮いた状態で残ってしまう。
よって、これら脆弱部や浮遊骨材を除去するべく、主除
去処理に続いて本請求項3記載の荒削り処理を行うのが
好ましい。
【0014】<請求項4記載の発明> 固化材により形成されている既設床の表層を除去すると
ともに、その除去部分に、深さ20〜40mm、幅30
〜50mmの補強梁形成用凹溝を形成した後に、この補
強梁形成用凹溝内を含む表層除去部分に繊維補強固化材
を打設して新規表層を形成することにより、既設床の改
修を行う既設床の改修工法であって、前記繊維補強固化
材として、繊維として少なくとも鋼繊維を含み、かつス
ランプ値が13cm以下の鋼繊維補強固化材を用いると
ともに、前記打設した未固化の鋼繊維補強固化材に対し
て、その表面側から振動付与部材を介して振動を与え
る、ことを特徴とする既設床の改修工法。
【0015】<作用効果> かかる鋼繊維補強コンクリートを用いることにより、新
規表層部分の強度が著しく高くなるとともに、既設床残
部との一体性も向上する。また、このように非常に低い
スランプ値とすることにより、新規表層の乾燥収縮を低
減することができる。また打設時において鋼繊維を固化
材中に良好に分散された形で保持させることができる。
さらに、振動付与により、打設固化材の締め固めがなさ
れ、表層除去部分(補強梁形成用凹溝内含む)内に密に
充填されるとともに、固化材に含まれる補強繊維は振動
により若干沈降し、特に表面に露出していた補強繊維は
確実に固化材内に確実に埋め込まれる。特に繊維補強固
化材のスランプ値を低くしたときには、コンシステンシ
ーが大きいため、通常の打設では固化材を密充填させる
ことは困難であるが、かかる振動を与えることにより、
良好に密充填させることができ、既設床部との一体性を
良好ならしめることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、各工程ごとに添付図面を参照しながら詳説する。 <事前調査> 既設床を改修するに際しては、先ず改修の要否等の事前
調査を行なうのが望ましい。改修の要否を判断するにあ
たっては、例えば既設床が、表1における損傷度ランク
のいずれに該当するかを概略的に調べ、次いで図1の選
定表に従って対処法を選定する。
【0017】
【表1】
【0018】その結果、改修する必要がある場合には、
例えば次のような詳細調査を行う。 イ)以下では、例えば図2に示すような既設床1を想定
する。この場合、比較的正常な個所、クラック2、2・
が発生している個所、腐食が激しい個所の大まかに3分
類に分け、各個所からコア供試体3、3・を抜き取り、
既設床1の塗り床材、張り床材、油、化学薬品、ペン
キ、タール、接着剤、錆等の調査、また、クラックの深
さ、長さ、密度等の測定を行なう。 ロ)さらに、適当な間隔をおいて高さレベル測定点4、
4・を設定し、各部位の高さレベルを測定する望まし
い。倉庫等の床は、例えば図3に示すように、中央付近
が一番使用頻度が高いため、多くの場合その部分で一番
高さレベルが低くなっている。 ハ)また、一般のコンクリート床においては、温度、湿
度等の環境変化によって起こるコンクリートのひび割れ
を防ぐため目地が設けられている。これも事前の調査に
より把握しておき、新規表層の目地形成における指標と
する。 ニ)また、既設床1への埋設物等も建築図等により把握
しておく。
【0019】<設計> かかる事前調査に基づいて、既設床1の除去厚さ、新規
表層11の厚さ及び固化材の調合等を決定する。
【0020】床の場合、扉の開閉等の問題もあるので、
除去厚と新規表層厚とを同じにするのが好ましく、また
その厚さは、既設床の健全な部位までの厚さによって定
めるため一概にはいえないが、歩留まり等を考慮する
と、30〜100mm、特に30〜50mmが好まし
い。特に、前述の図3に示すように既設床の高さレベル
が一様でない場合には、それに応じて除去厚d1,d2
を変化させて、新規表層1Nの表面が水平となるように
定めるのが望ましい。
【0021】また本発明では、新規表層1N自体の増強
・耐久性向上等のために、固化材として繊維補強固化材
(コンクリート・モルタル等)を用いる。特に、繊維と
して少なくとも鋼繊維、例えば図4に示すような(a)
波板状、(b)両端にヘラ状部を有する板状、(c)一
方面に波状凹凸を有する板状、(d)両端部に円盤状凸
部を有する棒状等短繊維を含む鋼繊維補強コンクリート
を用いるのが好ましい。これにより、新規表層が増強さ
れ、曲げ、ねじれ、せん断力に対する耐性が高まる。ま
た、この繊維が後述の補強梁部内とそれ以外の部分とに
跨って埋め込まれることにより、既設床と新規表層との
一体性が向上する利点もある。
【0022】さらに、本発明では高分子繊維を併用する
のが好ましい。これにより、新規表層の表面における乾
燥収縮による毛髪状クラックの発生が防止される。
【0023】他方、コンクリートの配合例を表2に示
す。同表の配合は、材齢3日における圧縮強度27MP
a以上、曲げ強度6.0MPa以上、材齢28日におけ
る圧縮強度38MPa以上、曲げ強度8.4MPa以
上、スランプ値(目標値)8・2.5cmを達成するた
めの配合例である。なお、スランプ値としては、0〜1
3cm、特に5.5〜10.5cmが好ましく、これに
より付着強度が大きくなりまた乾燥収縮性も良好とな
る。また、特に産業工場床を対象とする場合、工期を短
縮し、工場操業停止期間を短くするためには、早強セメ
ントまたは超早強セメントを用いる。
【0024】
【表2】
【0025】<施工> (表層除去工程) 本発明では、先ず、既設床の改修対象部分(全面であっ
ても良い)の表層を設計厚さ分だけ荒く除去する。この
ため、例えば公知の振動式コンクリート除去装置(斫り
装置)を用いても良いが、既設床がある程度まで老朽化
していると、表層の除去に伴ってその下側の健全な部分
にまで過度な衝撃を与え劣化させてしまうおそれがあ
る。そこで、好ましくは、請求項2記載の発明したがっ
て表層を除去する。
【0026】すなわち、先ず図5に示すように、10枚
〜20枚平行に10mm〜20mm間隔をおいて同軸的
に配列された幅2mm〜5mmのダイヤモンドカッター
刃10を備え、このカッター刃10を対象物に押し当て
ながら軸心周りに回転させて対象物を切削するグルービ
ング装置を用い、既設床の対象部位に相互に平行な所定
深さの多数の凹溝20を形成する。次いで、図6に示す
ように、これら凹溝20間の凸すじ部21に、その側面
の特に凹溝20内の根元部に対して、チゼルブレーカー
30のヘラ状先端当接部材31を押し当てながら振動さ
せ、当該凸すじ部21に側方から外力を与えて折り取
る。このようにすることで、既設床1に対する影響を最
小限に押えることができる。なお、図示例では、凹溝2
0を複数平行に離間して形成しているが、この例に限定
されることはなく、たとえば碁盤の目状に形成しても良
い。
【0027】特に既設床1の劣化が進んでいる場合に
は、上記主除去処理面に相対的に脆弱な部分が露出して
いる場合がある。また、コンクリート床では粒径5mm
以上の粗骨材も含まれており、前述の主除去処理ではか
かる粒径の大きい粗骨材などは、切削されず浮いた状態
で残ってしまう。よって、これら脆弱部や浮遊骨材を除
去するべく、主除去処理に続いて荒削り処理を行うのが
好ましい。このための装置が図7に示されている。この
装置40は、一般にスキャブラーといわれており、下端
にビットを有するピストン部材41を単数または複数並
列配置で備え、これを上下方向に往復駆動させ、処理対
象面に叩き付けることにより、荒削りを行うものであ
る。なお、既設床の劣化が低レベルであるときには、本
荒削り処理を省略することもできる。
【0028】しかる後、表層除去部分の表面を清浄化お
よび粗面化するべく、いわゆるショットブラストによる
表面処理を行う。鋼鉄の粉粒や、ブラスト処理により生
じる埃及び微粒子はショットブラスト装置により除去、
回収される。これにより、除去部分表面に多数の微小凹
凸が一様に形成され、除去部分表面とそこに後で打設さ
れる固化材との付着性が非常に良好になり、既設床と新
規表層部分との打継ぎ面での一体性が高まる。
【0029】(補強梁形成用凹溝の形成工程) 本発明においては、さらに次に、図8および図9に示す
ように主除去面1Sに補強梁形成用凹溝50,50を形
成する。この凹溝50,50は、改修する床面積等の状
況にもよるが、例えば1000〜2000mm程度の間
隔をおいて、図示するように平行に複数列設けることが
できる。特に複数方向における強度を高めるために格子
状等に形成するのも好ましい(図示せず)。また、図
と図8との対比からも判るようにクラック、特に貫通し
ている等の深い部分に沿って凹溝51,51を形成する
こともできる。凹溝50,51の深さとしては、20〜
40mm、幅としては30〜50mm程度が好ましい。
【0030】この補強梁形成用凹溝50,51は、カッ
ター刃数を少なくし(幅50mmの凹溝を形成する場
合、5枚程度)且つ処理カッター刃の相互間隔を縮小し
た前述のグルービング装置と同様の構成の装置(図示せ
ず)を用いて、形成することができる。
【0031】(新規表層形成工程) 以上の処理が完了したならば、続いて前述の繊維補強固
化材を好ましくは現場で製造した後、表層除去部分(補
強梁形成用凹溝内含む)に打設する。すなわち、特に鋼
繊維補強コンクリートは鋼繊維を含んでおり、これを固
化材中に良好に分散させるためには、強力なミキサー装
置を用いて現場で混練し、直ちに打設するのが望まし
い。またスランプ値を低くすることにより、鋼繊維の分
散性が良好となる。具体的な製造手順例としては、先ず
二軸強制練りミキサーを用い、これに砂・セメント・骨
材・繊維の順に全量投入し、30秒程度カラ練り(水を
いれない)する。しかる後、添加剤を加えた水を設計量
の大部分(90%程度)添加するとともに60秒程度混
練りし、続いて残量の範囲で水を徐々に添加しながら混
練りし、設計スランプ値に調整する。
【0032】また打設に際しては、鋼繊維を含む場合や
スランプ値が低い場合には、ポンプ圧送が困難となるの
で、ネコ車、クローラ式搬送者、ベルトコンベヤー等を
使用して投入・打設するのが望ましい。なお、前述のと
おり打設厚さは表層除去厚と同じにするのが好ましい。
【0033】繊維補強固化材を打設したならば、図10
に示すように、トンボ60等を使用して打設固化材Cを
荒く伸ばし、次いでスクリード70等を用いて綺麗に敷
き均す。本発明の場合、この敷き均し以降において、未
固化の繊維補強固化材Cに対して、その表面側から振動
付与部材を介して振動を与えるのが好ましい。特に好適
には、図示するような振動スクリード装置70を用いる
のが好ましい。この振動スクリード装置70は、下端部
に一対の均しアングル71Aを備える縦断面三角形状の
スクリード本体部71と、このスクリード本体部71に
取り付けられた振動発生手段とから構成されているもの
である。図示例の振動発生手段72はエア供給ポンプ7
2Aおよびエア駆動振動発生器72Bからなるエアバイ
ブレータであるが、エンジン等の回転駆動源により駆動
される振動発生装置を用いることもできる。
【0034】敷き均しに際しては、対象部位の両側にレ
ール73を敷設するとともに、これらレール間に跨がせ
てスクリード装置70を載せ、次いで振動発生手段72
を作動させるともに、適宜走行ハンドル74を回転させ
てスクリード装置70をレール73上を走行させる。こ
れにより、打設固化材C表面の敷き均しと同時に、打設
固化材Cの締め固めがなされ、表層除去部分(補強梁形
成用凹溝内含む)内に密に充填されるとともに、固化材
Cに含まれる補強繊維は振動により若干沈降し、特に表
面に露出していた補強繊維は確実に固化材C内に埋め込
まれる。特に繊維補強固化材Cのスランプ値を低くした
ときには、コンシステンシーが大きいため、通常の打設
では固化材を密充填させることは困難であるが、かかる
振動スクリードを用いることにより、良好に密充填させ
ることができ、既設床部との一体性を良好ならしめるこ
とができる。
【0035】さらに、最終表面仕上げとして、トロウエ
ル(回転円盤敷き均し装置)により表面を十分に押える
ように均し、また隅角部や細部については金鏝を用いて
仕上げる。
【0036】また以上の打設作業が終了してから1〜2
時間後(早強セメントの場合)に、必要に応じて目地き
りを行う。この際、新規表層に設ける目地は、基本的
に、事前調査しておいた既設床1の目地と同じ場所に形
成するのが好ましい。既設床1の目地が複雑な場合に
は、適宜の、例えば一辺が3m程度の正方形状の目地に
することもできる。
【0037】以降、所定期間、例えば前述の早強セメン
ト配合例の場合、少なくとも連続7日間程度の湿潤養生
を行うのが好ましい。通常の場合、養生後の表面は、樹
脂、塗料等を塗布して仕上げる。また、目地には、養生
が完全に終了した後、例えば前述の早強セメント配合例
の場合、少なくとも28日間程度の養生の後に、エポキ
シ樹脂等の充填材を充填するのが望ましい。
【0038】かくして改修された床においては、図11
および図12に示すように、既設床残部上に新規表層1
Nが形成されるとともに、新規打設部分1N内全体に補
強繊維が良好に分散され、かつ既設床残部1に形成した
凹溝内に充填された固化材により新規表層1Nの一部と
して補強梁1g,1gが形成される。そして、かかる改
修床においては、補強梁部1g,1gが既設床残部1内
に強固に食い込み、新規表層1Nと既設床1との一体性
が著しく高まるとともに、新規表層1N内に補強繊維1
3、13・が均一に分散した状態で埋め込まれることに
よって、新規表層自体1Nの(特に表面の)強度が著し
く高まり、耐久性も著しく高くなり、さらに補強梁部1
g,1gによって断面係数、断面2次モーメントが大き
くなり、曲げ強度が著しく高くなる。またそのため、ま
たそのため、必要以上に既設床1を深く切削する必要が
なく、コスト削減、工期短縮が実現できる。
【0039】
【実施例】表3に示す配合で製造した鋼繊維補強コンク
リートを用い、実施形態において述べた方法(振動スク
リード処理およびトロウエル最終仕上げ含む)によりコ
ンクリート床(3.2m2)の改修を行った後、任意に
選択した箇所においてコア抜きを行い、3個の供試体を
得た。そして、これら供試体の曲げ強度を測定した。曲
げ強度の測定結果とともに、それから概算した圧縮強度
(=曲げ強度・4.5)を表4に示す。
【0040】
【表3】
【0041】
【表4】
【0042】この結果から、本発明に係る改修床におい
ては、従来の一般的なコンクリート床の強度(曲げ強度
2.25MPa、圧縮強度18MPa)と比べて、約
3.4倍もの著しく高い強度が発現することが判明し
た。
【0043】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、既設床
の表層のみを改修でき、低コストおよび短期施工が可能
になるとともに、改修部分と未改修部分との一体性が高
く、耐久性の高い床を構築することができるようにな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】既設床の対処策選定表である。
【図2】既設床の平面図である
【図3】既設床の縦断面図である。
【図4】鋼補強繊維を示す斜視図である。
【図5】主除去工程の溝切段階を示す、斜視図である。
【図6】主除去工程の凸部除去段階を示す、斜視図であ
る。
【図7】荒削り工程に用いる装置の斜視図である。
【図8】補強梁形成用凹溝を形成した状態の床を示す、
平面図である。
【図9】補強梁形成用凹溝を形成した状態の床を示す、
縦断面図である。
【図10】繊維補強コンクリート打設・敷き均し・振動
付与工程を示す、斜視図である。
【図11】施工完了後の床を示す、平面図である。
【図12】施工完了後の床を示す、縦断面図である。
【符号の説明】
1・既設床、1N・新規表層、1G・補強梁部、2・ク
ラック、3・コア抜き取り部、4・高さレベル測定点、
10・グルービング装置、20・凹溝、21・凸部、3
0・チゼルブレーカー、31・ヘラ状先端当接部材、4
0・荒削り装置、50,51・補強梁形成用凹溝、60
・トンボ、70・振動スクリード装置、C・繊維補強固
化材。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−233378(JP,A) 特開 平11−278904(JP,A) 特開 平5−214820(JP,A) 実開 平6−47502(JP,U) 実開 昭62−196840(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E04G 23/02 E04F 15/12

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固化材により形成されている既設床の表層
    を除去するとともに、その除去部分に新規表層を形成す
    ることにより、クラックを有する既設床の改修を行う既
    設床の改修工法であって、 前記除去部分に、クラックに沿って、深さ20〜40m
    m、幅30〜50mmの補強梁形成用凹溝を形成した後
    、この補強梁形成用凹溝内を含む表層除去部分に繊維
    補強固化材を打設して、前記新規表層を形成する、 ことを特徴とする既設床の改修工法。
  2. 【請求項2】前記既設床の表層除去処理として、少なく
    とも、前記既設床の対象部位に複数の凹溝を形成すると
    ともに、これら凹溝間の凸部の側面の根元部に、側方か
    ら外力を与えて折り取る主除去処理、およびショットブ
    ラストによる表面仕上げ処理をこの順に行う、請求項1
    記載の既設床の改修工法。
  3. 【請求項3】前記主除去処理の後に、前記表面仕上げ処
    理に先立って、往復駆動されるピストン部材を処理対象
    面に叩き付ける荒削り処理を行う、請求項2記載の既設
    床の改修工法。
  4. 【請求項4】固化材により形成されている既設床の表層
    を除去するとともに、その除去部分に、深さ20〜40
    mm、幅30〜50mmの補強梁形成用凹溝を形成した
    後に、この補強梁形成用凹溝内を含む表層除去部分に
    維補強固化材を打設して新規表層を形成することによ
    り、既設床の改修を行う既設床の改修工法であって、 前記繊維補強固化材として、繊維として少なくとも鋼繊
    維を含み、かつスランプ値が13cm以下の鋼繊維補強
    固化材を用いるとともに、 前記打設した未固化の鋼繊維補強固化材に対して、その
    表面側から振動付与部材を介して振動を与える、 ことを特徴とする既設床の改修工法。
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