JP2004060359A - コンクリート表面構造体およびその構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリート構造物表面に生じるコンクリート片の剥落を防止し、かつまたコンクリート構造物の表面状態を目視で点検できるコンクリート表面構造体およびその構築方法を提供すること。
【解決手段】コンクリート構造物の表面上に繊維シート層および透明合成樹脂層とが順次積層接着して一体化しており、その繊維シート層と透明合成樹脂層とからなる被覆層は光学くし幅２ｍｍの条件下でＪＩＳ　Ｈ８６８６−２に準拠して測定した透過光像鮮明度Ｃ値が４０％以上のコンクリート表面構造体である。また、コンクリート構造物の表面上に繊維シートを展張し、その上から塗布粘度が１，０００〜１００，０００（ｍＰａ・ｓ）の合成樹脂塗料を塗布し硬化させながら前記の繊維シートをコンクリート構造物の表面上に固定し、かつ透明合成樹脂層を形成する方法。
【選択図】　　　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造物の表面からコンクリート片が剥離落下することを防止したコンクリート表面構造体およびそれを構築する方法に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】
コンクリート構造物は、その材料特性から、また大気、地下水、振動等の環境の影響を受けて長期間の内には老朽化ないし劣化が進み、その表面からコンクリート片が剥離することがある。従って、そのコンクリート片の剥離箇所が、トンネルの壁面であったり、高架橋の天井面や壁面であったりすると大きな事故につながりかねないことから、コンクリート片が剥離落下しない対策が求められている。
【０００３】
これまではコンクリート構造物の表面に金網や、ガラス繊維や合成繊維のシートを展張固定することで、コンクリート片が直接剥離落下する事故の防止を図って来たが、より一層効果の高い方法が求められている。そこで、前記の繊維シートを合成樹脂塗料で含浸固定する工法が開発されて来たが、合成樹脂塗料の塗装作業上の必要性から、その合成樹脂塗料に粘性あるいはチクソトロピー性を付与せねばならない。そのために塗料にタルク、クレー等の無機紛体が一般に配合されているが、硬化後の合成樹脂層は不透明化してしまう。あるいは、合成樹脂に顔料を配合することから、いずれにしても合成樹脂層は不透明層になる。
【０００４】
またコンクリート構造物の表面を前記した方法で被覆処理を施しても、その内部では徐々に老朽化や劣化が進むと考えられるので、コンクリート構造物表面に新たに発生するかもしれないひび割れ等の欠陥を被覆層を通して早期に目視で点検できれば、仮に発見された場合でも時間の余裕をもって補修等の対策を講じることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、コンクリート構造物表面に生じるかもしれないコンクリート片の剥落を防止し、かつまたコンクリート構造物の表面状態を目視で点検できるコンクリート表面構造体の提供を目的とする。また本発明は、そのようなコンクリート表面構造体を構築する方法の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、コンクリート構造物の表面上に繊維シート層および透明合成樹脂層とが順次積層接着して一体化しており、その繊維シート層と透明合成樹脂層とからなる被覆層は光学くし幅２ｍｍの条件下でＪＩＳ　Ｈ８６８６−２に準拠して測定した透過光像鮮明度Ｃ値が４０％以上であるコンクリート表面構造体に関する。
【０００７】
また本発明は、コンクリート構造物の表面上に繊維シートを展張し、その上から塗布粘度が１，０００〜１００，０００（ｍＰａ・ｓ）の合成樹脂塗料を塗布し硬化させながら前記の繊維シートをコンクリート構造物の表面上に固定し、かつ透明合成樹脂層を形成し、繊維シート層と硬化後の透明合成樹脂層とからなる被覆層は光学くし幅２ｍｍの条件下でＪＩＳ　Ｈ８６８６−２に準拠して測定した透過光像鮮明度Ｃ値が４０％以上であるコンクリート表面構造体の構築方法に関する。
【０００８】
前記の繊維シートは、ポリビニルアルコール繊維が三方向に交差しかつ交点が固定されたメッシュ状物であって、その網目間隔が３〜１００ｍｍであることが望ましい。また、前記の合成樹脂塗料は、エポキシ樹脂と無機または有機の微粒子あるいはフレークとからなる組成物であることが好ましく、無機微粒子としてはシリカが望ましい。合成樹脂塗料の好ましい別の態様として、エポキシ樹脂エマルジョンを挙げることができる。
【発明の具体的説明】
【０００９】
次に本発明に係わるコンクリート表面構造体およびその構築方法について、具体的に説明する。
【００１０】
コンクリート表面構造体
本発明に係わるコンクリート表面構造体は、トンネルや高架橋等のコンクリート構造物の表面上に繊維シート層および透明合成樹脂層とが順次積層し、それら相互が接着し一体化した構造体である。
【００１１】
繊維シートは、ガラス繊維、ポリエステル繊維やポリビニルアルコール繊維のような合成繊維、あるいは天然繊維から構成され、各繊維が縦方向、横方向、あるいは斜め方向に規制されて格子目を形成している。このシートは、１０００〜３０００デニールのような太い繊維を用い、繊維間隔の開いたいわゆる格子目の粗いものが好ましく、例えば網目間隔が３〜１００ｍｍ、好ましくは５〜５０ｍｍのメッシュ状物が望ましい。そして、縦方向、横方向および斜め方向の引張強度および引張弾性率が高く、かつ柔軟性のあるものが好ましい。その繊維シートには、合成樹脂が付着し易いように、また格子目が移動しにくいように予めバインダー付着処理を施しておいてもよい。
【００１２】
それらの中でも好ましい繊維シートは、コンクリートに由来するアルカリ性や外気に含まれる塩分に対する抵抗性を示し、かつ錆や腐食に強いポリビニルアルコール繊維を用い、その繊維が三方向に交差した目の粗い、例えば網目間隔が３〜１００ｍｍ、好ましくは５〜５０ｍｍのメッシュ構造体である。それは、屈曲性があるので施工性がよく、引張強度、引裂強度、衝撃強度、せん断強度等の機械的強度が高いのでコンクリート剥離片を保持し、また合成樹脂との親和性が良好であるので合成樹脂層との接着強度が高い。そのような繊維シートは、例えばユニチカ株式会社より「トリネオ」の商品名で市販されている。
【００１３】
透明合成樹脂層は、合成樹脂を硬化させて形成した層であって、コンクリート面および繊維シートとの接着性が良好なものが使用される。例えば、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリウレア系樹脂、アクリル系樹脂を使用することができ、硬化した後にも透明性を保っていることが必要である。
【００１４】
コンクリート構造物の表面に形成された繊維シート層および透明合成樹脂層とから形成された被覆層は、合成樹脂層の持つ接着力によってコンクリート構造物と一体化しており、コンクリート構造物表面のひび割れを拘束すると共に、そこから剥離したコンクリート片の重量に耐えて落下事故を未然に防止することに役立つ。また、その被覆層によって、外部から侵入してくる塩分等の外部劣化要因の防止にも寄与する。
【００１５】
さらに、このコンクリート表面構造体において、繊維シート層および透明合成樹脂層とから形成された被覆層は、透過光像鮮明度Ｃ値が４０％以上、好ましくは５０％以上である。透過光像鮮明度Ｃ値は、試料を通して見える物体の像の鮮明度を表す指標であって、Ｃ値が高いほど積層体を通った光の拡散は少なく、像鮮明度の高い光線になる。その値が前記の範囲にあると、コンクリート構造物の表面状態を外部から目視することができ、コンクリート構造物の表面に生じているかもしれないひび割れ等を点検することができる。
【００１６】
ここで透過光像鮮明度Ｃ値は、光学くし２ｍｍ幅を使用し、ＪＩＳ　Ｈ８６８６−２に準拠して測定した値であって、次式から求められる。
Ｃ＝｛（Ｍ−ｍ）／（Ｍ＋ｍ）｝×１００　（％）
ここで、Ｍは、試料を透過した光を前記の光学くしを通して受光器で検知した時の最大光量を示し、ｍはその時の最小光量を示す。
【００１７】
コンクリート表面構造体の構築方法
この工法を適用するに当り、まずコンクリート構造物の表面に既に生じているひび割れや欠損を予め補修し、あるいは凹凸を調整して平滑とし、さらに透明樹脂が付着接着し易いようにその表面にプライマー塗布処理を施しておくことが望ましい。透明な被膜を形成するプライマーであればその種類は限定されず、例えばエポキシ系プライマー、ウレタン系プライマー、メタクリル系プライマー、ポリエステル系プライマー、およびそれらの混合物を挙げることができる。
【００１８】
プライマーを塗布したコンクリート構造物の表面上に前記した繊維シートを展張し、張りつける。その際、必要に応じてピン等を用いて繊維シートを仮固定してもよい。その上から合成樹脂塗料を、樹脂の持つ粘度に応じてローラーやコテを用いて塗布したり、あるいは吹き付け等の手段によって塗布する。合成樹脂塗料は繊維シートに含浸し、さらにコンクリート構造物の表面に付着し、合成樹脂の硬化反応が進むとコンクリート構造物の表面、繊維シート層および合成樹脂層とが一体化する。この合成樹脂塗料の塗布作業は、１回と限らず複数回に分けて行なってもよい。なお、合成樹脂塗料には、硬化速度を高めるために硬化剤を配合してもよいし、また硬化剤を配合せずに作業を進めて塗膜の接着強度を高めることもできる。
【００１９】
合成樹脂塗料は、塗布作業の際にたれ落ちないように適度に粘性またはチクソトロピー性のあるものが好ましい。その粘度は、１，０００〜１００，０００（ｍＰａ・ｓ）、好ましくは３，０００〜１００，０００（ｍＰａ・ｓ）であることが望ましい。粘度がこの範囲にあると、合成樹脂は液状ないしペースト状を呈しているので、コテ塗りまたはローラー塗りによって垂直面や天井面等に塗布しても、ほぼ均等な厚みで塗布作業を効率的に進めることができる。
【００２０】
合成樹脂塗料が、前記した粘度を有している場合にはそのまま使用することができる。しかしながら、合成樹脂塗料の粘性またはチクソトロピー性が不足している場合には、合成樹脂塗料に、透明性を阻害しない範囲内で、粘性またはチクソトロピー性を増す機能を有する無機または有機の微粒子あるいはフレーク状物質を含有させた組成物に変えて使用することができる。そのような微粒子あるいはフレーク状物質の例として、ガラスやマイカ等の無機物フレーク、微紛シリカ等の無機微粒子、メタクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル樹脂等の有機物フレークが挙げられる。それらの微粒子あるいはフレーク状物質は、１種類を用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２１】
粘性またはチクソトロピー性のある好ましい合成樹脂塗料の別の例としては、乳化可能な合成樹脂、特にエポキシ樹脂に低沸点でかつ極性基を有する液体を加えて乳化させたエポキシ樹脂エマルジョンを挙げることができる。そのようなエポキシ樹脂エマルジョンは、硬化した後透明な被膜を形成する。そのエマルジョンに前記した微粒子あるいはフレーク状物質を添加して粘度を調整するすることもできる。
【００２２】
前記した低沸点でかつ極性基を有する液体としては、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコールのようなアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコール類、あるいは水等を例示することができる。これらの液体は、硬化反応の際に容易に蒸散するので、透明な被膜の形成に障害とはならない。それらの中でも、作業環境を考慮すると、水の使用が望ましい。
【００２３】
透明合成樹脂層を形成した後、その層を保護する目的で必要に応じてトップコート層を設けることができる。しかしながら、トップコート層を形成した後も、被覆層は、コンクリート構造物の表面が目視できる程度の透明性を保持していることが必要である。そのようなトップコート剤として、エポキシ系、ウレタン系、メタクリル系、ポリエステル系、アクリルシリコン系、フッ素樹脂系、アクリルウレタン系、およびそれらの混合物を挙げることができる。それらの中でもメタクリル系、アクリルシリコン系、フッ素樹脂系、あるいはアクリルウレタン系が耐候性に優れているので好ましい。
【００２４】
このようにして形成したコンクリート構造物の表面被覆層は、光学くし２ｍｍ幅を使用してＪＩＳ　Ｈ８６８６−２に準拠して測定した透過光像鮮明度Ｃ値が４０％以上であることが必要である。被覆層がそのような透明性を有していると、コンクリート構造物の表面状態を目視で確認することができる。
【００２５】
【実施例】
次に実施例を通して本発明をより詳細に説明するが、本発明はそれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【００２６】
（実施例１）
ＪＩＳ　Ａ５３７２に規定されたコンクリート製道路用Ｕ字溝フタに、エポキシ系樹脂プライマー（大日本色材工業株式会社製品　商品名ダイナミックレジンＰ−９２１）を１５０（ｇ／ｍ^２）の割合で塗布した。４時間後、縦４００×横４００ｍｍの大きさに切断したポリビニルアルコール繊維製シート（株式会社ユニチカ製品　商品名トリネオＴＳＳ−１８１０−Ｙ）を貼りつけた。
【００２７】
エポキシ樹脂１００ｇに水１０ｇを加えて混合し、グリース状のエマルジョンを調製した。これに硬化剤（大都産業株式会社製品　商品名ダイトクラールＨＤ−１１０Ｔ）２０ｇを加え、ハンドミキサーを用いて十分に撹拌した。これを前記したポリビニルアルコール繊維製シート上からコテを用いて８００（ｇ／ｍ^２）の割合で塗布した。１２時間後、塗布面上にフッ素樹脂塗料（日研化学株式会社製品　商品名エマフロン）をローラーを用いて１００（ｇ／ｍ^２）の割合で塗布し、硬化させた。この塗布作業は、前記したＵ字溝フタを立てた状態でその垂直面上に行ない、樹脂のたれがなく均一な膜厚で積層できることを確認した。ここで得られた塗装体をＡ試験体と呼ぶ。
【００２８】
次に、コンクリートコアドリルを使用して、試験体の塗装面とは反対面側から直径１００ｍｍの円筒状の切れこみを、中央部に、塗布面直前まで入れ、その後次の方法で押し抜き試験を行った。すなわち、試験体の塗装面を下にして４００ｍｍのスパンで２本のＨ鋼上に支持し、万能試験機（島津製作所株式会社製品　商品名ＵＤＨ−１００）に設置して、切りこみコア部に下方向の荷重をかけた。荷重はまず１（ｍｍ／分）の等速で載荷し、切れこみ部分のわずかに残ったコンクリートを破壊させた。その後、５（ｍｍ／分）の等速で載荷し、応力をロードセルで検知し、連続的に記録した。変位が３０ｍｍになるまで載荷を継続した。１０〜３０ｍｍの変位の間、最大応力は１．７ｋＮで、また３０ｍｍ変位時にシートの断裂も、樹脂層の破壊も発生しないことを目視で確認した。
【００２９】
次に、前記の試験体を作成する時に、下地に縦３００ｍｍ×横３００ｍｍのフッソ樹脂板を使用した以外は、同様に行なって積層体を作成した。フッソ樹脂板と積層体とは容易に剥離し、この剥離した積層体を縦５０ｍｍ×横５０ｍｍの大きさにカッターで切りだし、それをＢ試験体と呼ぶ。
【００３０】
Ｂ試験体を写像性測定機（スガ試験機株式会社製品　商品名ＩＣＭ−１）にセットし、ＪＩＳ　Ｈ８６８６−２に準拠し、光学くしの幅２ｍｍの条件で透過光測定による像鮮明度Ｃ値を測定したところ、Ｃ値は８２％であることがわかった。
【００３１】
（実施例２）
実施例１において、使用したエポキシ樹脂エマルジョン組成物の代わりに、エポキシ樹脂（三井化学株式会社製品　商品名エポミックＲ１１０）１００ｇに微粒シリカ粉末（日本アエロジル株式会社製品　商品名アエロジル２００）６０ｇと硬化剤（大都産業株式会社製品　商品名ダイトクラールＨＤ−１１０Ｔ）２４ｇとを配合した組成物を使用する以外は実施例１と同様に行なった。
【００３２】
Ａ試験体作成時における作業性は良好で、樹脂のたれがなく均一厚さの積層体を得ることができた。Ａ試験体の押し抜き試験結果は、１０〜３０ｍｍの変位の間で最大応力１．６ｋＮであり、また３０ｍｍ変位時にシートの断裂も、樹脂層の破壊も発生しないことを目視で確認した。また、光学くし幅２ｍｍの条件下での像鮮明度Ｃ値は８０％であった。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のコンクリート表面構造体によると、繊維シート層と透明合成樹脂層とからなる被覆層が、通常時は外部から侵入してくる劣化要因を防いでコンクリート構造物自体の耐久性を増すと共に、万一コンクリート構造物の表面にひび割れが発生してコンクリート片が剥離し易い状況になっても、そのひび割れを拘束し、また落下を防止することができる。
【００３４】
また、繊維シートと透明合成樹脂層とからなる被覆層は透明性が高いので、外部からコンクリート構造物の表面状態を目視することができる。従って、常にコンクリート構造物の表面状態や損傷状態を点検することができるので異常を早期発見し、また異常を発見した場合にも時間の余裕を持って補修に当ることができる。
【００３５】
さらに本発明のコンクリート表面構造体の構築方法によると、外部からコンクリート構造物の表面状態を目視点検することのできる表面構造体を容易にかつ効率的に施工構築することができる。

Claims (6)

1. コンクリート構造物の表面上に繊維シート層および透明合成樹脂層とが順次積層接着して一体化しており、その繊維シート層と透明合成樹脂層とからなる被覆層は光学くし２ｍｍ幅の条件下でＪＩＳ　Ｈ８６８６−２に準拠して測定した透過光像鮮明度Ｃ値が４０％以上であることを特徴とするコンクリート表面構造体。
2. コンクリート構造物の表面上に繊維シートを展張し、その上から塗布粘度が１，０００〜１００，０００（ｍＰａ・ｓ）の合成樹脂塗料を塗布し硬化させながら前記の繊維シートをコンクリート構造物の表面上に固定し、かつ透明合成樹脂層を形成し、繊維シート層と硬化後の透明合成樹脂層とからなる被覆層は光学くし２ｍｍ幅の条件下でＪＩＳ　Ｈ８６８６−２に準拠して測定した透過光像鮮明度Ｃ値が４０％以上であることを特徴とするコンクリート表面構造体の構築方法。
3. 前記の繊維シートは、ポリビニルアルコール繊維が三方向に交差しかつ交点が固定されたメッシュ状物であって、その網目間隔が３〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項２に記載のコンクリート表面構造体の構築方法。
4. 前記の合成樹脂塗料は、エポキシ樹脂と無機または有機の微粒子あるいはフレークとからなる組成物であ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表面構造体の構築方法。
5. 前記の無機微粒子が、シリカであることを特徴とする請求項４に記載のコンクリート表面構造体の構築方法。
6. 前記の合成樹脂塗料が、エポキシ樹脂エマルジョンであることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のコンクリート表面構造体の構築方法。