JP2004332297A - 鉄筋コンクリート構造体の防護方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】鉄筋コンクリート構造体のコンクリート素地面に適用して、その経時的ひび割れにもこれを吸収してひび割れることがなく、コンクリートの中性化を高度に抑制し且つ構造体を補強して、三世代耐用鉄筋コンクリート造住宅の建造に有用な防護方法を提供する。
【解決手段】セメント、骨材及び０〜−４５℃のＴｇを有する多量の合成樹脂を含有し、特定のフロー値に調整された第一のモルタル組成物を鉄筋コンクリート構造体のコンクリート表面に約３ｍｍ厚の下塗層を形成させ、その固化表面に、セメント、骨材、及び１０〜−１５℃のＴｇを有する少量の合成樹脂を含有し、吹付け軟度に調整された第二のモルタル組成物を吹き付けて、約７ｍｍの上塗層を形成させる鉄筋コンクリート構造体の積層防護方法。
【選択図】 な し
【解決手段】セメント、骨材及び０〜−４５℃のＴｇを有する多量の合成樹脂を含有し、特定のフロー値に調整された第一のモルタル組成物を鉄筋コンクリート構造体のコンクリート表面に約３ｍｍ厚の下塗層を形成させ、その固化表面に、セメント、骨材、及び１０〜−１５℃のＴｇを有する少量の合成樹脂を含有し、吹付け軟度に調整された第二のモルタル組成物を吹き付けて、約７ｍｍの上塗層を形成させる鉄筋コンクリート構造体の積層防護方法。
【選択図】 な し
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造体の防護方法に関し、特に、コンクリートの中性化を抑制し、構造体の物理的強度を補う鉄筋コンクリート構造体の防護方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄筋コンクリートは、本来、不燃構造材として優れた強度と耐久性を有するので、建築物として広く利用されている。しかし、コンクリート層は、僅かではあるが、経時的に収縮や外力等により亀裂を発生し、そこに空気や湿気が浸入して、特に、屋外壁にあっては、雨水が浸入してアルカリ性のコンクリート層が容易に中性化される。コンクリート層の中性化は、ひび割れのない部分でも、経年数の平方根に比例して内部に進行するといわれているが、コンクリートの中性化により、鉄筋は酸化され、腐食して、構造体の強度を著しく低下させる。従って、このようなひび割れの不利益を軽減することは鉄筋コンクリートの極めて重要な課題であり、かかる課題を克服するためにコンクリート表面を外気や雨水から遮断する安定な遮蔽保護層を形成させる方法が広く研究され、提案されている。
【０００３】
そのような保護層に関する先行技術として、次の文献が挙げられる。
【特許文献１】
特公平５−７１５５０号公報（特に、特許請求の範囲）
【０００４】
この特許文献１の技術は、鉄筋コンクリートのセメント素地面に、コンクリートの中性化を抑制し、難燃性を有する塗材の積層薄層を形成させる施工方法に関し、特に、素地面のひび割れに対し、同様のひび割れを生ずることのない多量のアクリル系樹脂を含有する柔軟性の下塗材薄層と、難燃性を与える上塗材薄層との組合せに成る被覆遮蔽方法を開示している。しかし、それぞれの塗材は、ローラ塗布に好適な粘性に調整されて、多孔質ハンドローラによりコンクリート素地面に順次塗布されるので、形成される積層体は、上下各層とも１〜２ｍｍ程度の薄いシート状被覆層である。この被覆層は、コンクリート素地面のひび割れにも、その柔軟性によってひび割れることなく、鉄筋コンクリート構造体表面を安定に被覆遮蔽するが、薄層のため長期にわたる保護効果を期待することはできないし、構造体の補強には実質的に寄与しない。また、多孔質ハンドローラでの塗布施工は作業性に劣るので、特に、大型工事などには適切でなく、工業的に著しく不利である。
【０００５】
近年、特に、鉄筋コンクリート造住宅の耐久性の向上が社会的に重要視されるようになり、コンクリートの中性化を長期にわたって抑制し得る安定な住宅の提供が大きな技術的課題となってきた。その中性化を抑制し、鉄筋コンクリート造住宅の耐用年数の延長に関して、特に、７５〜９０年もの長期にわたって安定性が確保される三世代の住居を目安とするコンクリートの劣化防止対策の基準が「住宅の品質確保の促進に関する法律」に纏められた。この法律によれば、鉄筋コンクリート造住宅に関する「等級３」の欄において、セメントの種類やコンクリートの水・セメント比が５０％以下であること等の基準が示され、また、鉄筋表面からコンクリート外表面までの距離、すなわち、かぶり厚さの増大が規定された。
【０００６】
上記「等級３」の基準によれば、特に、屋外の耐力壁，柱や梁等の品質確保目標として、現在採用されている最小かぶり厚さの４ｃｍが、５ｃｍに変更された。しかし、屋外に面する外壁部位に、タイル張り，モルタル塗り又は外断熱工法による仕上げ等の処理が施される場合には、最小かぶり厚さを１ｃｍ減ずることができる、すなわち、４ｃｍでよいという注釈が付記されている。この付記条件は、鉄筋コンクリート造住宅建設において、上記仕上げ処理をコンクリートの中性化抑制と構造体の補強層の形成に充当利用し得る望ましいものである。しかし、タイル張りや外断熱工法は、施工に手間がかかり大幅なコストアップとなるので採用し難く、他方、モルタル塗りは、作業性及びコスト低減の面から望ましい仕上げ処理法であるが、１ｃｍ程度の比較的厚いモルタル層によって、屋外壁にタイル張りや外断熱工法に匹敵する中性化抑制効果を与えると共に、鉄筋コンクリートの屋外壁の構造を補強する構造体防護のためのモルタル塗り工法は、まだ知られていない。
【０００７】
本発明者らは、上記「等級３」の基準に鑑み、前記特公平５‐７１５５０号に開示されたセメント系素地面への積層施工技術に着目すると共に、その長所を活かし、短所を改善して、１ｃｍ、あるいはそれ以上の比較的厚いモルタル層による鉄筋コンクリート構造体の長期安定な中性化抑制性と構造補強を同時に達成し得る防護方法を開発すべく検討を行なった。検討においては、更に、鉄筋コンクリート構造体の補強を重視して、コンクリートの表面に適用するモルタル下塗層を、前記特許文献の下塗層より厚くし、その上に適用される上塗層を補強性と保護安定性を考慮して、更に厚い層を形成させる組合せ積層防護層を開発すべく試作研究を重ねた。また、この開発研究においては、現在、社会的に問題となっている補強用被覆保護層の剥離落下の危険を解消する接着強度の改善も重視した。
【０００８】
三世代用鉄筋コンクリート住宅に着目すれば、例えば、建築９０年後には、コンクリートは、０．５ｍｍ程度のひび割れを生ずる場合があるが、その比較的大きなひび割れにも、同様のひび割れを生ずることのない中性化防止被覆層の形成が極め重要であり、そのためには、特に、コンクリート表面に被覆形成されるモルタル積層は、少なくとも、０．８ ｍｍ、好ましくは、１．０ ｍｍ 以上のゼロスパンテンション伸度を有することが重要である。柔軟性の第一のモルタル下塗層の上に積層形成される第二のモルタル組成物の上塗層は、特に、経時収縮率が小さく高い物理的強度有し、第一層の変質，劣化を抑制する安定化保護層として機能することが望ましく、また、積層形成された厚い被覆層は、社会的に問題となっている構造体から剥離落下する危険のない高い接着性が要求される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、コンクリートの経時的ひび割れの発生にも、その亀裂を吸収して同様に亀裂を生ずることのない鉄筋コンクリート壁補強被覆保護層を提供することにある。また、その保護層が、コンクリート構造体壁面から容易に剥離落下することのない接着強度の優れた厚手のモルタル積層補強層を提供することにある。本発明の更に他の課題は、鉄筋コンクリートの屋外壁へのモルタル施工性に優れ、意匠性を高めるのに好適な鉄筋コンクリート保護層の形成方法を提供することにある。更に、他の本発明の課題は、三世代にわたって使用することができる長期安定な鉄筋コンクリート住宅を提供するにある。その他の課題ないし技術的特徴は、以下の記載から、一層、理解が深まるであろう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を克服する本発明の方法は、特に、前記特許請求の範囲の請求項１に記載の組合せ要件を要旨とするものである。その要旨は、鉄筋コンクリート構造体の表面に、特定の第一のモルタル組成物の相対的に薄い柔軟な下塗層を形成させ、その上に、それとは異なる特定の第二のモルタル組成物の相対的に厚く硬い構造補強用上塗層を積層形成させる組合せ被覆層による鉄筋コンクリート構造体の防護方法を提供する。
【００１１】
本発明の方法で鉄筋コンクリート構造体のコンクリート表面に形成させる下塗層用の第一のモルタル組成物は、セメント、該セメント１００重量部当たり、４０〜３００重量部の骨材及び２０〜７０重量部の０〜−４５℃の範囲内のガラス転移点を有する合成樹脂を含有して成る混合物に、水を加えてにＪＡＳＳ１５Ｍ−１０３に規定されるフロー値が１０〜３０ｃｍの範囲内に調整され、鉄筋コンクリート構造体のコンクリート表面に適用される。この組成物は、層厚が２〜５ｍｍ程度，好ましくは、３〜４ｍｍの第一モルタル層（下塗層）に形成される。
【００１２】
また、本発明の方法において上記下塗層の上に適用される第二のモルタル組成物は、セメント、該セメント１００ 重量部当たり、７０〜２５０ 重量部の骨材及び５〜３０重量部の１０〜−１５℃の範囲内のガラス転移点を有する合成樹脂を含有して成る混合物に水を加え、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に規定されるフロー値が１５０ 〜２５０（ｍｍ）の範囲内に調整される。このフロー値は、吹付器によって吹き付けるのに好適な軟度であって、こて塗りすることはできるが、実質的にローラ塗布することができないものである。この第二モルタル組成物は、下塗第一層の上に吹き付けられて、５〜９ｍｍ、好ましくは、６〜８ｍｍの厚さの上塗層に積層される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の方法において、第一のモルタル組成物及び第二のモルタル組成物に用いられるセメントは、特に制限されないが、ポルトランドセメント，フライアッシュセメント，高炉セメント及びアルミナセメントが好ましく用いられる。これらは単独種でもよいし、二種以上を組合わせて混合使用することができる。実用的には、ポルトランドセメントが好適に用いられる。
【００１４】
本発明の方法において、第一のモルタル組成物に使用される骨材は、０．６ｍｍ以下の粒径に調整された細粒粉粒物であって、そのような骨材としては、例えば、硅砂，炭酸カルシウム，スラグ砕砂，パーライト及びエチレン・酢酸ビニル共重合体チップ等を挙げることができる。これらの骨材は、一種でもよいが、二種以上を組合せ使用することができる。その使用量は、第一のモルタル組成物においては、セメント１００ 重量部に対し４０〜３００ 重量部の範囲である。４０重量部未満では、２〜５ｍｍのモルタルの塗り厚さを確保し難い。また、３００重量部を超えると層の強度及び柔軟性が低下するのみならず、硬化速度が遅くなり、作業効率が低下するので実用上不利である。その好ましい使用量範囲は、骨材の種類及び比重によって異なるが、通常、１２０〜２５０重量部であり、特に、１５０〜２２０重量部の範囲が望ましい。
【００１５】
上塗用の第二のモルタル組成物に使用される骨材は、セメント１００重量部当たり、７０〜２５０重量部の範囲量である。７０重量部未満では、乾燥収縮率が大きくなり、厚塗りを確保することが難しいので好ましくない。また、２５０重量部を超えると水／セメント比が増加するため、中性化抑制能が低下すると共に、層の強度も低下するので不適切である。その好ましい使用量範囲は、骨材の種類及び比重によって異なるが、８０〜２３０重量部程度であり、特に、１００ 〜２００ 重量部の範囲が望ましい。
【００１６】
本発明の第一及び第二のモルタル組成物においては、上記骨材の一部を、粒子の更に細かい無機質系粉末状の混和材で置換え使用することができる。そのような混和材としては、例えば、フライアッシュ，炭酸カルシウム，高炉水碎スラグ及びタルク等を挙げることができる。それらは、第一モルタル組成物においては、骨材の８０重量％以下、また、第二モルタル組成物では、５０重量％以下の量が置換使用される。それらの割合を超えて使用すると、各塗剤層の層厚を確保することが困難となるので好ましくない。望ましい置換量の上限は、第一モルタル組成物では、６０重量％、また、第二モルタル組成物では、３０重量％である。
【００１７】
次に、第一のモルタル組成物に使用される合成樹脂は、０〜−４５℃の範囲内のガラス移転点（Ｔｇ）を有する合成樹脂類であって、好適に使用される樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂，エチレン・酢酸ビニル系樹脂，酢酸ビニル・バーサチック酸エステル系樹脂及びスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）系樹脂類等が包含される。Ｔｇ が、０℃より高いと、コンクリート面に形成された下塗モルタル層の低温時における伸び，柔軟性が不足し、また、−４５℃より低いと、モルタル層の軟化温度が低くなり、被覆層の硬度が不足して接着性も低下するので好ましくない。形成される被覆層の柔軟性を重視するときは、−１０〜−４０℃の範囲内のＴｇを有するものが好ましく使用される。
【００１８】
第一のモルタル組成物に加えられる合成樹脂の使用量は、セメント１００重量部当たり２０〜７０重量部である。２０重量部未満では、下塗モルタル層の柔軟伸び性能が不足するので不適切であり、また、７０重量部を超えると層の物理的強度が低下し、経時的接着耐久性も低下させるので好ましくない。好適使用量範囲は、３０〜６０重量部であるが、伸び性能を重視するときは、４０重量部以上が好ましい。これらの合成樹脂は、粉末で、好ましくは、再乳化型粉末で添加することができるが、エマルションとして加えることもできる。エマルションの場合には、含有樹脂固形分量が上記範囲内となるように調整される。
【００１９】
第二のモルタル組成物に使用される合成樹脂は、１０〜−１５℃の範囲内のＴｇ を有することが重要である。そのような合成樹脂には、例えば、アクリル系樹脂，エチレン・酢酸ビニル樹脂系、酢酸・バーサチック酸エステル系樹脂及びスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）系樹脂等が包含される。Ｔｇ が１０℃より高いと、モルタル層形成時における樹脂の造膜結合性が悪く、それゆえ、形成される上塗層自体が破断し易く、また、Ｔｇ が−１５℃より低いと、モルタルの層の物理的強度が低下するので好ましくない。形成される被覆層の機能を考慮すれば、樹脂のＴｇ は、５〜−１５℃のものが好ましく、特に、０〜−１０℃のＴｇ を有する樹脂が好適に用いられる。
【００２０】
これらの合成樹脂類は、第二のモルタル組成物に、セメント１００ 重量部当たり５〜３０重量部の範囲量が添加使用される。この上塗層は、可及的小さい経時的乾燥収縮率を有し、高い物理的強度を有することが望ましく、第一の下塗層の安全な被覆遮蔽性能の向上が期待できる。しかし、樹脂の使用量が５重量部未満では、積層被覆層の中性化抑制性能を向上させることが難しい。また、３０重量部を超えると、施工性が劣り、且つコストアップとなるので工業的に不利である。好ましい使用量は５〜２０重量部、特に実用上好ましい量は、７〜１２重量部である。
【００２１】
セメント，骨材及び合成樹脂を含有する組成物は、水を加えて層形成用モルタル組成物に調整される。鉄筋コンクリートの表面に適用される第一のモルタル組成物は、鉄筋コンクリートの垂直面に適用して、２〜５ｍｍの厚さの下塗層を形成させるのに好適な軟度（粘性度）に調整される。そのような下塗層の形成に好適な軟度は、建築工事標準仕様書・同解説（日本建築学会）に記載されるＪＡＳＳ１５Ｍ−１０３（セルフレベリング材の品質基準）に規定される方法により測定されるフロー値が、１０〜３０ｃｍの範囲内のものである。そのフロー値は、内径５０ｍｍ，高さ５１ｍｍの塩化ビニル製パイプを厚さ５ｍｍの磨き板ガラスの上に置き、練り混ぜたモルタルを充填してパイプを引き上げ、モルタルの広がりが静止した円形の最大直径とそれに直交する直径を計測し、その平均長さがｃｍで表示される。
【００２２】
第一モルタル組成物のフロー値が、１０ｃｍより小さいと流動性が不足し、ローラ塗布及び吹付機による吹付け等の操作によって２〜５ｍｍの厚さの層を形成させるには極めて不適切である。また、フロー値が３０ｃｍを超えると、粘度が低すぎて垂直壁面に２〜５ｍｍの層厚の層を形成させることが困難で、垂直面に塗布された組成物が流下したり、場合によっては、水分が分離してブリーディング現象を生ずるので不都合である。好ましいフロー値の範囲は、１５〜２５ｃｍ、特に好ましい範囲は、１８〜２２ｃｍである。そのフロー値の調整は、主として、水分量によって調整されるが、熟練者によれば、水を注入、混合しながら所望フロー値の組成物に容易に調整することができる。このフロー値のモルタル組成物は、ローラ塗布することができるが、吹付機で吹付け塗布することができるので、作業性に優れ、工業的に極めて有利である。
【００２３】
また、第二のモルタル組成物は、塗布後、しばらく乾燥させて固化した第一のモルタル下塗層の上に吹付機により吹き付けられるが、その第二のモルタル組成物も、固形分組成物に水を加えて調整される。ここに下塗層の固化とは、第二モルタル組成物の吹付け塗布において、容易に変形するなどの影響を受けない程度に養生させた固化状態をいう。
【００２４】
第二のモルタル組成物のフロー値は、吹付け塗布技術に関連して、第一のモルタル組成物とは異なる方法、すなわち、日本工業規格 ＪＩＳ Ｒ ５２０１に規定されるに方法で測定される。その方法は、上記規格に規定される特定の振動装置を有するフローテーブルに、同規格に規定される特定のフローコーンを載せ、これに練り混ぜたモルタルを充填したのち、フローコーンを引き上げ、フローテーブルに１５回上下方向の振動を与えて、広がった円形の外周縁の最長直径とこれに直交する直径の長さ（ｍｍ）を計測する方法であって、その平均値（ｍｍ）が無名数で表示される。
【００２５】
第二のモルタル組成物は、上記方法で測定されるフロー値が１５０〜２５０の範囲に調整される。フロー値が１５０未満では、流動性が乏しく、硬すぎて吹付機による吹付けができない。また、２５０より高いと、第一モルタル層の上に吹付けられた組成物が低い粘度のために流下し、所望の層厚を確保することができないので不適切である。この組成物の上記フロー値範囲は、５〜１０ ｍｍ 程度の比較的厚い上塗層を吹付け形成させるのに好適であり、吹付器によって効果的に吹付け塗布される。好ましいフロー値は、１７０〜２２０、特に、１８０〜２１０が実用的である。構造体の補強を重視するときは、フロー値の低い組成物の比較的厚い層を形成させることがよい。また、このフロー値範囲は、エンボス意匠を施すのに好適な軟度である。
【００２６】
第一及び第二のモルタル組成物の調整に際し、その技術分野や塗料技術分野において、通常、使用される各種の調整剤を添加使用することができる。そのような調整剤としては、例えば、増粘剤，収縮低減剤，減水剤，消泡剤及び繊維等が包含される。それらの調整剤は、ぞれぞれの性能を利用して、吹付け等の塗布等に適切な組成物のフロー値や粘性の調整、その他、組成物の媒体水分の低減，ひいては塗布層の乾燥収縮の低減や脱泡等の望ましい状態の調整に利用される。また、繊維類は、層の物理的強度及び柔軟性の向上等に寄与する。そのような繊維素材としては、ビニロンやポリエステル等の経時安定性の優れた合成樹脂の繊維類が好適であり、比較的短い合成樹脂の繊維類が好適に配合使用される。これらの繊維類は、例えば、１〜１５ｍｍ程度の短繊維長に調整されて用いられる。それらの添加調整剤は、一般に汎用される程度の比較的少量が、熟練者によって適切に選択使用される。
【００２７】
第一の塗材組成物を適用に際し、その適用前に、コンクリートの表面を湿らせることが望ましく、第一層の接着性の向上が期待できる。また、樹脂エマルションを噴霧して薄い樹脂アンダーコートのフィルム層を形成させる方法も有効である。そのようなアンダーコート用樹脂エマルションとしては、特に制限はないが、実用的に望ましいアンダーコート用エマルションとして、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）及びアクリル系樹脂のような樹脂類の安定なエマルションを挙げることができる。
【００２８】
本発明の方法によって形成された積層被覆層は、それ自体、長期安定な遮蔽防護層を提供するが、その上塗第二層の表面に、更に、耐候性のよいトップコートを設けることができる。このトップコートは、セメントの白華現象を防止し、コンクリートの耐汚染性の向上に有効であり、ひいては鉄筋コンクリートの中性化抑制効果の一層の向上が期待される。そのようなコート材としては、例えば、シリコーン樹脂やアクリル系樹脂類等が好適に用いられる。通常、これらは、希薄溶液や樹脂エマルションの形で噴霧適用され、薄い保護膜で提供される。
【００２９】
本発明の方法によって形成される積層モルタル防護層は、コンクリート構造体のひび割れ、例えば、１ ｍｍ程度の大きなひび割れにも同様のひび割れを生ずることのないゼロスパンテンション伸度を有し、鉄筋コンクリート外表面を長期にわたり安定に遮蔽防護するので、コンクリートの中性化を高度に抑制し、構造体の寿命を延長させることができる。また、本発明方法に係る積層防護層は、接着強度，界面破断率及び耐層間剥離性等の物性に優れ、長期にわたって鉄筋コンクリート構造体を安定に防護補強し、満足し得る三世代用鉄筋コンクリート住宅を提供することができる。
【００３０】
以下、具体例により、本発明を更に詳細に説明する。なお、具体例中の部数及び％は、特に、断りがない限り重量による。本発明の方法によって形成される鉄筋コンクリートのモルタル積層保護層の各種性能として、ゼロスパンテンション伸度（ｍｍ），中性化深さ（ｍｍ），標準時付着強さ（Ｎ／ｍｍ２）及び温冷繰返し後の接着強さ（Ｎ／ｍｍ２）及び耐ひび割れ性について試験し、それらの測定値を評価した。上記各種性能の測定法は下記の通りである。
【００３１】
ゼロスパンテンション伸度（ｍｍ）：
都市公団「無機質系塗膜防水材」の性能試験方法に準じた。ＪＩＳ Ａ ５４３０ に規定する厚さ５．０ ｍｍのフレキシブル板を切断して５０×７５ ｍｍの長方形の板を二個を作成し、その両板の短辺を突き合わせて裏側を粘着テープで固定して基盤を作成し、表面に第一のモルタル組成物を３ｍｍの層厚に、その上に第二のモルタル組成物を７ｍｍの厚さ塗布して積層を形成させ、これを２０℃，６５％相対湿度（ＲＨ）の条件で２８日間養生した。この試験体を引張試験機に取付け、粘着テープを切断して５ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で引張り、試験体破断時の保持チャック間距離の増加を測定してゼロスパンテンション伸度とした。このゼロスパンテンション伸度は、０．５ｍｍ程度の亀裂に対応し得るには、０．８ ｍｍ以上であれば有効と思われる。
【００３２】
中性化試験：
都市公団「初期補修用プレミックスポリマーセメントモルタル」の試験方法に準じて行った。まず、セメント：川砂（粒径 ２．５ｍｍ以下）の１：３の質量比の混合物に、水・セメント比６０％割合の水を加えて、組成調合物を練り混ぜ、１００×１００×４００ｍｍの型枠に打設し、この板を切断して、１００×１００×１００ ｍｍのコンクリート片を作成した。そのコンクリート片の一面にモルタル組成物を塗布するが、その面に接する四面にエポキシ樹脂塗料を塗って被覆層を形成させて下地板を作成した。この下地板の上記一面にモルタル組成物を塗布形成させ、これを２０℃，６５％ＲＨで１４日間養生したものを試験体とした。これを更に、３０℃，６０％ＲＨ及び ＣＯ２濃度５％の雰囲気の中性化促進試験室内の棚に３０日間保存して、中性化深さを調べた。養生試料のモルタル層を直角に割裂し、その割裂面にフェノールフタレイン１％溶液を噴霧して、赤色に呈色しない部分の深さを中性化浸入深さと判定した。
【００３３】
標準時接着強さ（Ｎ／ｍｍ２）及び温冷繰返し後の接着強さ（Ｎ／ｍｍ２）：
都市公団「初期補修用プレミックスポリマーセメントモルタル」の試験方法に準じて測定試料を作製し、接着強さをＪＩＳ Ａ ６９０９ の規定に準じて測定した。測定試料は、７０×７０×２０ｍｍのモルタル板を下地板とし、その板面に３ｍｍの第一モルタル下塗層及びこの上に７ｍｍの第二モルタル層を形成させ、２４時間養生後、これを２０℃、６５％ＲＨの雰囲気（標準状態）下に２８日間養生したものを標準時接着強さとして測定する。また、同様に作製し、同様に２０℃、６５％ＲＨの標準状態に２８日間養生した試料を、更に、２０℃の水中に１８時間浸漬し、これを取出して、直ちに温度ー２０℃のの恒温槽中で３時間冷却し、温度５０℃の恒温槽中に３時間保持する温冷処理サイクルを１０回繰返したのち、標準状態に２日間放置して、温冷繰返し後の接着強さとして測定する。標準時及び温冷繰返し後の接着強さは０．６（Ｎ／ｍｍ２）以上で、界面破断率は、５０％以下が望ましい。
【００３４】
耐ひび割れ性：
初期乾燥によるひび割れ性試験は、ＪＩＳ Ａ ６９０９に準じて行った。ＪＩＳ Ａ ５４３０に規定する厚さ４ｍｍのフレキシブル板を３００×１５０ｍｍに切断したものを基盤とし、第一と第二のモルタル組成物をそれそれ施工後、直ちに風速３ｍ／秒に調整した風洞内に入れ、試験体を気流に平行になるように置き、６時間後に試験体を取り出し、表面のひび割れ発生の有無を調べる。この試験は、第二のモルタル層の中性化抑止性能及び耐久性の保持に重要である。
【００３５】
【実施例】
（実施例１）
第一層（下塗）用モルタル組成物の調製：
ポルトランドセメントと骨材として６号硅砂と炭酸カルシウム粉末の等重量混合物とを４：６の重量割合に混合し、その混合物１００Ｋｇに、粘性調整剤としてメチルセルロース（信越化学工業社製：メトローズ ９０ＳＨ４０００）０．２Ｋｇを加え、更に、これにＴｇがー２５℃のエチレン・酢酸ビニル共重合樹脂の４５％エマルション（日本化成社製：商品名Ｚ‐１０Ｄ 混和液）４８Ｋｇを加えて練り混ぜ、スラリー状の第一層用モルタル組成物を調製した。この組成物のフロー値は、２１ｃｍであった。
【００３６】
第二（上塗）層用モルタル組成物の調製：
ポルトランドセメントと、骨材として４号、５号混合硅砂及び炭酸カルシウム粉末の等重量混合物とを４：６の重量割合に混合し、その混合物１００Ｋｇに、メチルセルロース（同上）０．１Ｋｇ及び平均長さ６ｍｍのアクリル系短繊維（ユニチカ社製：ＴＢ２００Ｔ）１０ｇを加えた。この混合物に０℃のＴｇを有するエチレン・酢酸ビニル系樹脂の固形分９％のエマルション（日本化成社製：ＮＳハイフレックスＨＦ−１０００）２４Ｋｇを加えて練り混ぜ、第二層用モルタル組成物を調製した。この組成物のフロー値は、１８０（ｍｍ）であった。
【００３７】
モルタル積層被覆層の形成：
調整された上記第一モルタル組成物をリシンガンを用いて、鉄筋コンクリート支柱の全外面に吹付け、厚さ３ｍｍの下塗層を形成させた。これを２４時間養生後、その上に、上記第二のモルタル組成物をスクイズポンプ（友定建機社製）で圧送しながら吹付けて７ｍｍの厚さの第二層を積層形成させた。この被覆保護層は、約１年後の調査で全く変化が認められず、下地のコンクリーの中性化は、確認できなかった。
【００３８】
この第一モルタル組成物と第二モルタル組成物の組合せ積層体について、前記諸物性を測定した。それぞれの結果は、以下の通りである。
ゼロスパンテンション伸度： １．１７ ｍｍ
中性化深さ： ０ ｍｍ
標準時接着強さ： ２．３２ Ｎ／ｍｍ２
温冷繰返し後の接着強さ １．８９ Ｎ／ｍｍ２
標準時界面破断率 ２０ ％
温冷繰返し後の界面破断率 ０ ％
【００３９】
（実施例２）
建築３０年が経過した鉄筋コンクリート造建築物の壁面に本発明の方法を適用した。コンクリート表面には、アクリル樹脂仕上げが塗布されていたが、塗膜は、劣化が進行し、変色とひび割れが多数確認された。そのため、変色塗膜を剥ぎ取り、高圧水洗浄を行った。洗浄後の壁面には０．１〜０．３ｍｍ程度のクラックが観察され、欠損もあった。欠損部についてはセメントモルタルで補修し、その後、１４日の養生期間をとったのち、その上にアクリルエマルション（固形分 ４５％）を２倍に希釈したプライマーをローラで塗布した。塗布２時間後、下記、第一のモルタル組成物をモルタルハンドミキサーで２分間練り混ぜ、ローラで平均約３ｍｍの厚みに塗り付けた。翌日、その下塗層の上に、下記第二のモルタル組成物をモルタルミキサーで練り混ぜ、これをスクイズ式のモルタルポンプで圧送し、口径が１６ｍｍの吹付機を使用して、０．５ ＭＰａの圧力で吹き付けた。これを定木にてならし、層厚約１０ｍｍの上塗層を形成させた。次いで、これに約３ｍｍの深さのテクスチャーパターンローラでテクスチャーを付けた。これを１４日間養生させたのち仕上げ材として、水性アクリル樹脂塗料を、乾燥時間を置いて２回塗布した。
【００４０】
（第一のモルタル組成物）
ポルトランドセメント １００Ｋｇ
骨材 ２９０Ｋｇ
合成樹脂（Ｔｇ−２０のＥＶＡ） ６６．８Ｋｇ
フロー値 １８．０ ｃｍ
（第二のモルタル組成物）
ポルトランドセメント １００Ｋｇ
骨材 ６０Ｋｇ
合成樹脂（Ｔｇ０のＥＶＡ） ７．６Ｋｇ
フロー値 １６０
【００４１】
上記積層モルタル層の諸物性は、ゼロスパンテンション伸度；１．１７ ｍｍ，中性化深さ；０ ｍｍ，標準時付着強さ；２．３２ Ｎ／ｍｍ２ ，温冷繰返し後の接着強さ；１．８９ Ｎ／ｍｍ２ ，標準時界面破断率；２０％，温冷繰返し後の界面破断率；０％であった。
【００４２】
（実施例３〜７及び比較例１〜８）
［各種第一層用モルタル（下塗材）の調製］
下掲表１及び表２に示す各種成分から成る下塗材を調製した。数字は重量割合である。なお、表１において、使用セメントはポルトランドセメント、骨材は、６号硅砂である。合成樹脂は、アクリル系樹脂では、Ｔｇ が０℃のものをＡ ０，−４０℃のものをＡ‐４０，−５０℃のものをＡ−５０，スチレン・アクリル系樹脂は、−２０℃のものをＳＡ−２０で表示し、また、エチレン・酢酸ビニルは、Ｔｇ が０℃のものをＥ ０，−１０℃をＥ−１０，−２０℃をＥ‐２０，−２５℃をＥ−２５、及び１０℃のものをＥ１０ で表示した。そのあとに付記されたｅはエマルションで加えたことを示しているが、数値はエマルション中の含有樹脂固形分である。いずれも少量の調整剤が適宜添加使用されているが、複雑になるので省略した。
【００４３】
【表１】
【００４４】
【表２】
【００４５】
［各種第二層用モルタル（上塗材）の調製］
表中のセメントはポルトランドセメント、骨材は４号，５号混合硅砂である。
【表３】
【００４６】
【表４】
【００４７】
上記下塗材と上塗材の各種組合せによる積層防護層の各種性能を前記試験方法により測定した。それらの結果及び評価を下掲表５及び表６に纏めて示す。なお、表中の下塗材及び上塗材の欄の上下材番号は、前記表１〜４に記載の各塗材であり、その括弧内は、層厚（ｍｍ）である。また、測定される試験項目における耐ひび割れ性を耐ひび割，中性化深さ（ｍｍ）を中性化深，標準時接着強さ（Ｎ／ｍｍ２）を標準接着強，標準時界面破断率（％）を標準界面断，温冷繰返し後の接着強さ（Ｎ／ｍｍ２）を温冷接着強，温冷繰返し後の界面破断率（％）を温冷界面断，圧縮強さ（Ｎ／ｍｍ２）を圧縮強及びゼロスパンテンション伸度（ｍｍ）を伸度と略記した。なお、各具体例の物性の測定は、下塗材を２〜５ｍｍの厚さに塗布し、２４時間養生後、その上に、上塗材を５〜８ｍｍの厚さに積層した防護層（１０〜１２ｍｍ）を形成させた積層体について測定した。なお、各塗材の層厚（ｍｍ）を括弧内に記載した。
【００４８】
【表５】
【００４９】
総合評価は、特に、標準時接着強さが、０．６ Ｎ／ｍｍ２ 以上，標準時界面破断率が５０％以下，温冷繰返し後の接着強さが０．６ Ｎ／ｍｍ２ 以上，温冷繰返し後の界面破断率が５０％以下で、ゼロスパンテンション伸度が、０．８ｍｍ以上であることを合否の判定基準とした。
【００５０】
【表６】
【００５１】
表５及び表６より、第一のモルタル組成物の下塗層の骨材量が少ないと、層厚の確保が困難で、耐ひび割れ性が劣る（比較例１）。また、多すぎると、強度が低下し、接着強さが極端に小さくなる（比較例２）。比較例３〜８より、本発明における下塗用第一モルタル組成物と上塗用第二モルタル組成物のそれぞれの限定要件を逸脱するときは、鉄筋コンクリート構造体の長期安定な保護効果を期待できないことが理解されよう。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の方法によって形成されるモルタル積層防護層は、コンクリート素地面の経時的ひび割れにも、ひび割れることがなく、長期間にわたって優れた被覆遮蔽性を有するので、コンクリートの中性化を高度に且つ安定的に抑制することができる。また、鉄筋コンクリート構造体も補強されるので「住宅の品質確保の促進に関する法律」の鉄筋コンクリート造住宅に関する「等級３」の基準における屋外耐力壁の基準に適合するモルタル塗りが提供され、三世代用鉄筋コンクリート造住宅の建築に適用することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造体の防護方法に関し、特に、コンクリートの中性化を抑制し、構造体の物理的強度を補う鉄筋コンクリート構造体の防護方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄筋コンクリートは、本来、不燃構造材として優れた強度と耐久性を有するので、建築物として広く利用されている。しかし、コンクリート層は、僅かではあるが、経時的に収縮や外力等により亀裂を発生し、そこに空気や湿気が浸入して、特に、屋外壁にあっては、雨水が浸入してアルカリ性のコンクリート層が容易に中性化される。コンクリート層の中性化は、ひび割れのない部分でも、経年数の平方根に比例して内部に進行するといわれているが、コンクリートの中性化により、鉄筋は酸化され、腐食して、構造体の強度を著しく低下させる。従って、このようなひび割れの不利益を軽減することは鉄筋コンクリートの極めて重要な課題であり、かかる課題を克服するためにコンクリート表面を外気や雨水から遮断する安定な遮蔽保護層を形成させる方法が広く研究され、提案されている。
【０００３】
そのような保護層に関する先行技術として、次の文献が挙げられる。
【特許文献１】
特公平５−７１５５０号公報（特に、特許請求の範囲）
【０００４】
この特許文献１の技術は、鉄筋コンクリートのセメント素地面に、コンクリートの中性化を抑制し、難燃性を有する塗材の積層薄層を形成させる施工方法に関し、特に、素地面のひび割れに対し、同様のひび割れを生ずることのない多量のアクリル系樹脂を含有する柔軟性の下塗材薄層と、難燃性を与える上塗材薄層との組合せに成る被覆遮蔽方法を開示している。しかし、それぞれの塗材は、ローラ塗布に好適な粘性に調整されて、多孔質ハンドローラによりコンクリート素地面に順次塗布されるので、形成される積層体は、上下各層とも１〜２ｍｍ程度の薄いシート状被覆層である。この被覆層は、コンクリート素地面のひび割れにも、その柔軟性によってひび割れることなく、鉄筋コンクリート構造体表面を安定に被覆遮蔽するが、薄層のため長期にわたる保護効果を期待することはできないし、構造体の補強には実質的に寄与しない。また、多孔質ハンドローラでの塗布施工は作業性に劣るので、特に、大型工事などには適切でなく、工業的に著しく不利である。
【０００５】
近年、特に、鉄筋コンクリート造住宅の耐久性の向上が社会的に重要視されるようになり、コンクリートの中性化を長期にわたって抑制し得る安定な住宅の提供が大きな技術的課題となってきた。その中性化を抑制し、鉄筋コンクリート造住宅の耐用年数の延長に関して、特に、７５〜９０年もの長期にわたって安定性が確保される三世代の住居を目安とするコンクリートの劣化防止対策の基準が「住宅の品質確保の促進に関する法律」に纏められた。この法律によれば、鉄筋コンクリート造住宅に関する「等級３」の欄において、セメントの種類やコンクリートの水・セメント比が５０％以下であること等の基準が示され、また、鉄筋表面からコンクリート外表面までの距離、すなわち、かぶり厚さの増大が規定された。
【０００６】
上記「等級３」の基準によれば、特に、屋外の耐力壁，柱や梁等の品質確保目標として、現在採用されている最小かぶり厚さの４ｃｍが、５ｃｍに変更された。しかし、屋外に面する外壁部位に、タイル張り，モルタル塗り又は外断熱工法による仕上げ等の処理が施される場合には、最小かぶり厚さを１ｃｍ減ずることができる、すなわち、４ｃｍでよいという注釈が付記されている。この付記条件は、鉄筋コンクリート造住宅建設において、上記仕上げ処理をコンクリートの中性化抑制と構造体の補強層の形成に充当利用し得る望ましいものである。しかし、タイル張りや外断熱工法は、施工に手間がかかり大幅なコストアップとなるので採用し難く、他方、モルタル塗りは、作業性及びコスト低減の面から望ましい仕上げ処理法であるが、１ｃｍ程度の比較的厚いモルタル層によって、屋外壁にタイル張りや外断熱工法に匹敵する中性化抑制効果を与えると共に、鉄筋コンクリートの屋外壁の構造を補強する構造体防護のためのモルタル塗り工法は、まだ知られていない。
【０００７】
本発明者らは、上記「等級３」の基準に鑑み、前記特公平５‐７１５５０号に開示されたセメント系素地面への積層施工技術に着目すると共に、その長所を活かし、短所を改善して、１ｃｍ、あるいはそれ以上の比較的厚いモルタル層による鉄筋コンクリート構造体の長期安定な中性化抑制性と構造補強を同時に達成し得る防護方法を開発すべく検討を行なった。検討においては、更に、鉄筋コンクリート構造体の補強を重視して、コンクリートの表面に適用するモルタル下塗層を、前記特許文献の下塗層より厚くし、その上に適用される上塗層を補強性と保護安定性を考慮して、更に厚い層を形成させる組合せ積層防護層を開発すべく試作研究を重ねた。また、この開発研究においては、現在、社会的に問題となっている補強用被覆保護層の剥離落下の危険を解消する接着強度の改善も重視した。
【０００８】
三世代用鉄筋コンクリート住宅に着目すれば、例えば、建築９０年後には、コンクリートは、０．５ｍｍ程度のひび割れを生ずる場合があるが、その比較的大きなひび割れにも、同様のひび割れを生ずることのない中性化防止被覆層の形成が極め重要であり、そのためには、特に、コンクリート表面に被覆形成されるモルタル積層は、少なくとも、０．８ ｍｍ、好ましくは、１．０ ｍｍ 以上のゼロスパンテンション伸度を有することが重要である。柔軟性の第一のモルタル下塗層の上に積層形成される第二のモルタル組成物の上塗層は、特に、経時収縮率が小さく高い物理的強度有し、第一層の変質，劣化を抑制する安定化保護層として機能することが望ましく、また、積層形成された厚い被覆層は、社会的に問題となっている構造体から剥離落下する危険のない高い接着性が要求される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、コンクリートの経時的ひび割れの発生にも、その亀裂を吸収して同様に亀裂を生ずることのない鉄筋コンクリート壁補強被覆保護層を提供することにある。また、その保護層が、コンクリート構造体壁面から容易に剥離落下することのない接着強度の優れた厚手のモルタル積層補強層を提供することにある。本発明の更に他の課題は、鉄筋コンクリートの屋外壁へのモルタル施工性に優れ、意匠性を高めるのに好適な鉄筋コンクリート保護層の形成方法を提供することにある。更に、他の本発明の課題は、三世代にわたって使用することができる長期安定な鉄筋コンクリート住宅を提供するにある。その他の課題ないし技術的特徴は、以下の記載から、一層、理解が深まるであろう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を克服する本発明の方法は、特に、前記特許請求の範囲の請求項１に記載の組合せ要件を要旨とするものである。その要旨は、鉄筋コンクリート構造体の表面に、特定の第一のモルタル組成物の相対的に薄い柔軟な下塗層を形成させ、その上に、それとは異なる特定の第二のモルタル組成物の相対的に厚く硬い構造補強用上塗層を積層形成させる組合せ被覆層による鉄筋コンクリート構造体の防護方法を提供する。
【００１１】
本発明の方法で鉄筋コンクリート構造体のコンクリート表面に形成させる下塗層用の第一のモルタル組成物は、セメント、該セメント１００重量部当たり、４０〜３００重量部の骨材及び２０〜７０重量部の０〜−４５℃の範囲内のガラス転移点を有する合成樹脂を含有して成る混合物に、水を加えてにＪＡＳＳ１５Ｍ−１０３に規定されるフロー値が１０〜３０ｃｍの範囲内に調整され、鉄筋コンクリート構造体のコンクリート表面に適用される。この組成物は、層厚が２〜５ｍｍ程度，好ましくは、３〜４ｍｍの第一モルタル層（下塗層）に形成される。
【００１２】
また、本発明の方法において上記下塗層の上に適用される第二のモルタル組成物は、セメント、該セメント１００ 重量部当たり、７０〜２５０ 重量部の骨材及び５〜３０重量部の１０〜−１５℃の範囲内のガラス転移点を有する合成樹脂を含有して成る混合物に水を加え、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に規定されるフロー値が１５０ 〜２５０（ｍｍ）の範囲内に調整される。このフロー値は、吹付器によって吹き付けるのに好適な軟度であって、こて塗りすることはできるが、実質的にローラ塗布することができないものである。この第二モルタル組成物は、下塗第一層の上に吹き付けられて、５〜９ｍｍ、好ましくは、６〜８ｍｍの厚さの上塗層に積層される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の方法において、第一のモルタル組成物及び第二のモルタル組成物に用いられるセメントは、特に制限されないが、ポルトランドセメント，フライアッシュセメント，高炉セメント及びアルミナセメントが好ましく用いられる。これらは単独種でもよいし、二種以上を組合わせて混合使用することができる。実用的には、ポルトランドセメントが好適に用いられる。
【００１４】
本発明の方法において、第一のモルタル組成物に使用される骨材は、０．６ｍｍ以下の粒径に調整された細粒粉粒物であって、そのような骨材としては、例えば、硅砂，炭酸カルシウム，スラグ砕砂，パーライト及びエチレン・酢酸ビニル共重合体チップ等を挙げることができる。これらの骨材は、一種でもよいが、二種以上を組合せ使用することができる。その使用量は、第一のモルタル組成物においては、セメント１００ 重量部に対し４０〜３００ 重量部の範囲である。４０重量部未満では、２〜５ｍｍのモルタルの塗り厚さを確保し難い。また、３００重量部を超えると層の強度及び柔軟性が低下するのみならず、硬化速度が遅くなり、作業効率が低下するので実用上不利である。その好ましい使用量範囲は、骨材の種類及び比重によって異なるが、通常、１２０〜２５０重量部であり、特に、１５０〜２２０重量部の範囲が望ましい。
【００１５】
上塗用の第二のモルタル組成物に使用される骨材は、セメント１００重量部当たり、７０〜２５０重量部の範囲量である。７０重量部未満では、乾燥収縮率が大きくなり、厚塗りを確保することが難しいので好ましくない。また、２５０重量部を超えると水／セメント比が増加するため、中性化抑制能が低下すると共に、層の強度も低下するので不適切である。その好ましい使用量範囲は、骨材の種類及び比重によって異なるが、８０〜２３０重量部程度であり、特に、１００ 〜２００ 重量部の範囲が望ましい。
【００１６】
本発明の第一及び第二のモルタル組成物においては、上記骨材の一部を、粒子の更に細かい無機質系粉末状の混和材で置換え使用することができる。そのような混和材としては、例えば、フライアッシュ，炭酸カルシウム，高炉水碎スラグ及びタルク等を挙げることができる。それらは、第一モルタル組成物においては、骨材の８０重量％以下、また、第二モルタル組成物では、５０重量％以下の量が置換使用される。それらの割合を超えて使用すると、各塗剤層の層厚を確保することが困難となるので好ましくない。望ましい置換量の上限は、第一モルタル組成物では、６０重量％、また、第二モルタル組成物では、３０重量％である。
【００１７】
次に、第一のモルタル組成物に使用される合成樹脂は、０〜−４５℃の範囲内のガラス移転点（Ｔｇ）を有する合成樹脂類であって、好適に使用される樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂，エチレン・酢酸ビニル系樹脂，酢酸ビニル・バーサチック酸エステル系樹脂及びスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）系樹脂類等が包含される。Ｔｇ が、０℃より高いと、コンクリート面に形成された下塗モルタル層の低温時における伸び，柔軟性が不足し、また、−４５℃より低いと、モルタル層の軟化温度が低くなり、被覆層の硬度が不足して接着性も低下するので好ましくない。形成される被覆層の柔軟性を重視するときは、−１０〜−４０℃の範囲内のＴｇを有するものが好ましく使用される。
【００１８】
第一のモルタル組成物に加えられる合成樹脂の使用量は、セメント１００重量部当たり２０〜７０重量部である。２０重量部未満では、下塗モルタル層の柔軟伸び性能が不足するので不適切であり、また、７０重量部を超えると層の物理的強度が低下し、経時的接着耐久性も低下させるので好ましくない。好適使用量範囲は、３０〜６０重量部であるが、伸び性能を重視するときは、４０重量部以上が好ましい。これらの合成樹脂は、粉末で、好ましくは、再乳化型粉末で添加することができるが、エマルションとして加えることもできる。エマルションの場合には、含有樹脂固形分量が上記範囲内となるように調整される。
【００１９】
第二のモルタル組成物に使用される合成樹脂は、１０〜−１５℃の範囲内のＴｇ を有することが重要である。そのような合成樹脂には、例えば、アクリル系樹脂，エチレン・酢酸ビニル樹脂系、酢酸・バーサチック酸エステル系樹脂及びスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）系樹脂等が包含される。Ｔｇ が１０℃より高いと、モルタル層形成時における樹脂の造膜結合性が悪く、それゆえ、形成される上塗層自体が破断し易く、また、Ｔｇ が−１５℃より低いと、モルタルの層の物理的強度が低下するので好ましくない。形成される被覆層の機能を考慮すれば、樹脂のＴｇ は、５〜−１５℃のものが好ましく、特に、０〜−１０℃のＴｇ を有する樹脂が好適に用いられる。
【００２０】
これらの合成樹脂類は、第二のモルタル組成物に、セメント１００ 重量部当たり５〜３０重量部の範囲量が添加使用される。この上塗層は、可及的小さい経時的乾燥収縮率を有し、高い物理的強度を有することが望ましく、第一の下塗層の安全な被覆遮蔽性能の向上が期待できる。しかし、樹脂の使用量が５重量部未満では、積層被覆層の中性化抑制性能を向上させることが難しい。また、３０重量部を超えると、施工性が劣り、且つコストアップとなるので工業的に不利である。好ましい使用量は５〜２０重量部、特に実用上好ましい量は、７〜１２重量部である。
【００２１】
セメント，骨材及び合成樹脂を含有する組成物は、水を加えて層形成用モルタル組成物に調整される。鉄筋コンクリートの表面に適用される第一のモルタル組成物は、鉄筋コンクリートの垂直面に適用して、２〜５ｍｍの厚さの下塗層を形成させるのに好適な軟度（粘性度）に調整される。そのような下塗層の形成に好適な軟度は、建築工事標準仕様書・同解説（日本建築学会）に記載されるＪＡＳＳ１５Ｍ−１０３（セルフレベリング材の品質基準）に規定される方法により測定されるフロー値が、１０〜３０ｃｍの範囲内のものである。そのフロー値は、内径５０ｍｍ，高さ５１ｍｍの塩化ビニル製パイプを厚さ５ｍｍの磨き板ガラスの上に置き、練り混ぜたモルタルを充填してパイプを引き上げ、モルタルの広がりが静止した円形の最大直径とそれに直交する直径を計測し、その平均長さがｃｍで表示される。
【００２２】
第一モルタル組成物のフロー値が、１０ｃｍより小さいと流動性が不足し、ローラ塗布及び吹付機による吹付け等の操作によって２〜５ｍｍの厚さの層を形成させるには極めて不適切である。また、フロー値が３０ｃｍを超えると、粘度が低すぎて垂直壁面に２〜５ｍｍの層厚の層を形成させることが困難で、垂直面に塗布された組成物が流下したり、場合によっては、水分が分離してブリーディング現象を生ずるので不都合である。好ましいフロー値の範囲は、１５〜２５ｃｍ、特に好ましい範囲は、１８〜２２ｃｍである。そのフロー値の調整は、主として、水分量によって調整されるが、熟練者によれば、水を注入、混合しながら所望フロー値の組成物に容易に調整することができる。このフロー値のモルタル組成物は、ローラ塗布することができるが、吹付機で吹付け塗布することができるので、作業性に優れ、工業的に極めて有利である。
【００２３】
また、第二のモルタル組成物は、塗布後、しばらく乾燥させて固化した第一のモルタル下塗層の上に吹付機により吹き付けられるが、その第二のモルタル組成物も、固形分組成物に水を加えて調整される。ここに下塗層の固化とは、第二モルタル組成物の吹付け塗布において、容易に変形するなどの影響を受けない程度に養生させた固化状態をいう。
【００２４】
第二のモルタル組成物のフロー値は、吹付け塗布技術に関連して、第一のモルタル組成物とは異なる方法、すなわち、日本工業規格 ＪＩＳ Ｒ ５２０１に規定されるに方法で測定される。その方法は、上記規格に規定される特定の振動装置を有するフローテーブルに、同規格に規定される特定のフローコーンを載せ、これに練り混ぜたモルタルを充填したのち、フローコーンを引き上げ、フローテーブルに１５回上下方向の振動を与えて、広がった円形の外周縁の最長直径とこれに直交する直径の長さ（ｍｍ）を計測する方法であって、その平均値（ｍｍ）が無名数で表示される。
【００２５】
第二のモルタル組成物は、上記方法で測定されるフロー値が１５０〜２５０の範囲に調整される。フロー値が１５０未満では、流動性が乏しく、硬すぎて吹付機による吹付けができない。また、２５０より高いと、第一モルタル層の上に吹付けられた組成物が低い粘度のために流下し、所望の層厚を確保することができないので不適切である。この組成物の上記フロー値範囲は、５〜１０ ｍｍ 程度の比較的厚い上塗層を吹付け形成させるのに好適であり、吹付器によって効果的に吹付け塗布される。好ましいフロー値は、１７０〜２２０、特に、１８０〜２１０が実用的である。構造体の補強を重視するときは、フロー値の低い組成物の比較的厚い層を形成させることがよい。また、このフロー値範囲は、エンボス意匠を施すのに好適な軟度である。
【００２６】
第一及び第二のモルタル組成物の調整に際し、その技術分野や塗料技術分野において、通常、使用される各種の調整剤を添加使用することができる。そのような調整剤としては、例えば、増粘剤，収縮低減剤，減水剤，消泡剤及び繊維等が包含される。それらの調整剤は、ぞれぞれの性能を利用して、吹付け等の塗布等に適切な組成物のフロー値や粘性の調整、その他、組成物の媒体水分の低減，ひいては塗布層の乾燥収縮の低減や脱泡等の望ましい状態の調整に利用される。また、繊維類は、層の物理的強度及び柔軟性の向上等に寄与する。そのような繊維素材としては、ビニロンやポリエステル等の経時安定性の優れた合成樹脂の繊維類が好適であり、比較的短い合成樹脂の繊維類が好適に配合使用される。これらの繊維類は、例えば、１〜１５ｍｍ程度の短繊維長に調整されて用いられる。それらの添加調整剤は、一般に汎用される程度の比較的少量が、熟練者によって適切に選択使用される。
【００２７】
第一の塗材組成物を適用に際し、その適用前に、コンクリートの表面を湿らせることが望ましく、第一層の接着性の向上が期待できる。また、樹脂エマルションを噴霧して薄い樹脂アンダーコートのフィルム層を形成させる方法も有効である。そのようなアンダーコート用樹脂エマルションとしては、特に制限はないが、実用的に望ましいアンダーコート用エマルションとして、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）及びアクリル系樹脂のような樹脂類の安定なエマルションを挙げることができる。
【００２８】
本発明の方法によって形成された積層被覆層は、それ自体、長期安定な遮蔽防護層を提供するが、その上塗第二層の表面に、更に、耐候性のよいトップコートを設けることができる。このトップコートは、セメントの白華現象を防止し、コンクリートの耐汚染性の向上に有効であり、ひいては鉄筋コンクリートの中性化抑制効果の一層の向上が期待される。そのようなコート材としては、例えば、シリコーン樹脂やアクリル系樹脂類等が好適に用いられる。通常、これらは、希薄溶液や樹脂エマルションの形で噴霧適用され、薄い保護膜で提供される。
【００２９】
本発明の方法によって形成される積層モルタル防護層は、コンクリート構造体のひび割れ、例えば、１ ｍｍ程度の大きなひび割れにも同様のひび割れを生ずることのないゼロスパンテンション伸度を有し、鉄筋コンクリート外表面を長期にわたり安定に遮蔽防護するので、コンクリートの中性化を高度に抑制し、構造体の寿命を延長させることができる。また、本発明方法に係る積層防護層は、接着強度，界面破断率及び耐層間剥離性等の物性に優れ、長期にわたって鉄筋コンクリート構造体を安定に防護補強し、満足し得る三世代用鉄筋コンクリート住宅を提供することができる。
【００３０】
以下、具体例により、本発明を更に詳細に説明する。なお、具体例中の部数及び％は、特に、断りがない限り重量による。本発明の方法によって形成される鉄筋コンクリートのモルタル積層保護層の各種性能として、ゼロスパンテンション伸度（ｍｍ），中性化深さ（ｍｍ），標準時付着強さ（Ｎ／ｍｍ２）及び温冷繰返し後の接着強さ（Ｎ／ｍｍ２）及び耐ひび割れ性について試験し、それらの測定値を評価した。上記各種性能の測定法は下記の通りである。
【００３１】
ゼロスパンテンション伸度（ｍｍ）：
都市公団「無機質系塗膜防水材」の性能試験方法に準じた。ＪＩＳ Ａ ５４３０ に規定する厚さ５．０ ｍｍのフレキシブル板を切断して５０×７５ ｍｍの長方形の板を二個を作成し、その両板の短辺を突き合わせて裏側を粘着テープで固定して基盤を作成し、表面に第一のモルタル組成物を３ｍｍの層厚に、その上に第二のモルタル組成物を７ｍｍの厚さ塗布して積層を形成させ、これを２０℃，６５％相対湿度（ＲＨ）の条件で２８日間養生した。この試験体を引張試験機に取付け、粘着テープを切断して５ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で引張り、試験体破断時の保持チャック間距離の増加を測定してゼロスパンテンション伸度とした。このゼロスパンテンション伸度は、０．５ｍｍ程度の亀裂に対応し得るには、０．８ ｍｍ以上であれば有効と思われる。
【００３２】
中性化試験：
都市公団「初期補修用プレミックスポリマーセメントモルタル」の試験方法に準じて行った。まず、セメント：川砂（粒径 ２．５ｍｍ以下）の１：３の質量比の混合物に、水・セメント比６０％割合の水を加えて、組成調合物を練り混ぜ、１００×１００×４００ｍｍの型枠に打設し、この板を切断して、１００×１００×１００ ｍｍのコンクリート片を作成した。そのコンクリート片の一面にモルタル組成物を塗布するが、その面に接する四面にエポキシ樹脂塗料を塗って被覆層を形成させて下地板を作成した。この下地板の上記一面にモルタル組成物を塗布形成させ、これを２０℃，６５％ＲＨで１４日間養生したものを試験体とした。これを更に、３０℃，６０％ＲＨ及び ＣＯ２濃度５％の雰囲気の中性化促進試験室内の棚に３０日間保存して、中性化深さを調べた。養生試料のモルタル層を直角に割裂し、その割裂面にフェノールフタレイン１％溶液を噴霧して、赤色に呈色しない部分の深さを中性化浸入深さと判定した。
【００３３】
標準時接着強さ（Ｎ／ｍｍ２）及び温冷繰返し後の接着強さ（Ｎ／ｍｍ２）：
都市公団「初期補修用プレミックスポリマーセメントモルタル」の試験方法に準じて測定試料を作製し、接着強さをＪＩＳ Ａ ６９０９ の規定に準じて測定した。測定試料は、７０×７０×２０ｍｍのモルタル板を下地板とし、その板面に３ｍｍの第一モルタル下塗層及びこの上に７ｍｍの第二モルタル層を形成させ、２４時間養生後、これを２０℃、６５％ＲＨの雰囲気（標準状態）下に２８日間養生したものを標準時接着強さとして測定する。また、同様に作製し、同様に２０℃、６５％ＲＨの標準状態に２８日間養生した試料を、更に、２０℃の水中に１８時間浸漬し、これを取出して、直ちに温度ー２０℃のの恒温槽中で３時間冷却し、温度５０℃の恒温槽中に３時間保持する温冷処理サイクルを１０回繰返したのち、標準状態に２日間放置して、温冷繰返し後の接着強さとして測定する。標準時及び温冷繰返し後の接着強さは０．６（Ｎ／ｍｍ２）以上で、界面破断率は、５０％以下が望ましい。
【００３４】
耐ひび割れ性：
初期乾燥によるひび割れ性試験は、ＪＩＳ Ａ ６９０９に準じて行った。ＪＩＳ Ａ ５４３０に規定する厚さ４ｍｍのフレキシブル板を３００×１５０ｍｍに切断したものを基盤とし、第一と第二のモルタル組成物をそれそれ施工後、直ちに風速３ｍ／秒に調整した風洞内に入れ、試験体を気流に平行になるように置き、６時間後に試験体を取り出し、表面のひび割れ発生の有無を調べる。この試験は、第二のモルタル層の中性化抑止性能及び耐久性の保持に重要である。
【００３５】
【実施例】
（実施例１）
第一層（下塗）用モルタル組成物の調製：
ポルトランドセメントと骨材として６号硅砂と炭酸カルシウム粉末の等重量混合物とを４：６の重量割合に混合し、その混合物１００Ｋｇに、粘性調整剤としてメチルセルロース（信越化学工業社製：メトローズ ９０ＳＨ４０００）０．２Ｋｇを加え、更に、これにＴｇがー２５℃のエチレン・酢酸ビニル共重合樹脂の４５％エマルション（日本化成社製：商品名Ｚ‐１０Ｄ 混和液）４８Ｋｇを加えて練り混ぜ、スラリー状の第一層用モルタル組成物を調製した。この組成物のフロー値は、２１ｃｍであった。
【００３６】
第二（上塗）層用モルタル組成物の調製：
ポルトランドセメントと、骨材として４号、５号混合硅砂及び炭酸カルシウム粉末の等重量混合物とを４：６の重量割合に混合し、その混合物１００Ｋｇに、メチルセルロース（同上）０．１Ｋｇ及び平均長さ６ｍｍのアクリル系短繊維（ユニチカ社製：ＴＢ２００Ｔ）１０ｇを加えた。この混合物に０℃のＴｇを有するエチレン・酢酸ビニル系樹脂の固形分９％のエマルション（日本化成社製：ＮＳハイフレックスＨＦ−１０００）２４Ｋｇを加えて練り混ぜ、第二層用モルタル組成物を調製した。この組成物のフロー値は、１８０（ｍｍ）であった。
【００３７】
モルタル積層被覆層の形成：
調整された上記第一モルタル組成物をリシンガンを用いて、鉄筋コンクリート支柱の全外面に吹付け、厚さ３ｍｍの下塗層を形成させた。これを２４時間養生後、その上に、上記第二のモルタル組成物をスクイズポンプ（友定建機社製）で圧送しながら吹付けて７ｍｍの厚さの第二層を積層形成させた。この被覆保護層は、約１年後の調査で全く変化が認められず、下地のコンクリーの中性化は、確認できなかった。
【００３８】
この第一モルタル組成物と第二モルタル組成物の組合せ積層体について、前記諸物性を測定した。それぞれの結果は、以下の通りである。
ゼロスパンテンション伸度： １．１７ ｍｍ
中性化深さ： ０ ｍｍ
標準時接着強さ： ２．３２ Ｎ／ｍｍ２
温冷繰返し後の接着強さ １．８９ Ｎ／ｍｍ２
標準時界面破断率 ２０ ％
温冷繰返し後の界面破断率 ０ ％
【００３９】
（実施例２）
建築３０年が経過した鉄筋コンクリート造建築物の壁面に本発明の方法を適用した。コンクリート表面には、アクリル樹脂仕上げが塗布されていたが、塗膜は、劣化が進行し、変色とひび割れが多数確認された。そのため、変色塗膜を剥ぎ取り、高圧水洗浄を行った。洗浄後の壁面には０．１〜０．３ｍｍ程度のクラックが観察され、欠損もあった。欠損部についてはセメントモルタルで補修し、その後、１４日の養生期間をとったのち、その上にアクリルエマルション（固形分 ４５％）を２倍に希釈したプライマーをローラで塗布した。塗布２時間後、下記、第一のモルタル組成物をモルタルハンドミキサーで２分間練り混ぜ、ローラで平均約３ｍｍの厚みに塗り付けた。翌日、その下塗層の上に、下記第二のモルタル組成物をモルタルミキサーで練り混ぜ、これをスクイズ式のモルタルポンプで圧送し、口径が１６ｍｍの吹付機を使用して、０．５ ＭＰａの圧力で吹き付けた。これを定木にてならし、層厚約１０ｍｍの上塗層を形成させた。次いで、これに約３ｍｍの深さのテクスチャーパターンローラでテクスチャーを付けた。これを１４日間養生させたのち仕上げ材として、水性アクリル樹脂塗料を、乾燥時間を置いて２回塗布した。
【００４０】
（第一のモルタル組成物）
ポルトランドセメント １００Ｋｇ
骨材 ２９０Ｋｇ
合成樹脂（Ｔｇ−２０のＥＶＡ） ６６．８Ｋｇ
フロー値 １８．０ ｃｍ
（第二のモルタル組成物）
ポルトランドセメント １００Ｋｇ
骨材 ６０Ｋｇ
合成樹脂（Ｔｇ０のＥＶＡ） ７．６Ｋｇ
フロー値 １６０
【００４１】
上記積層モルタル層の諸物性は、ゼロスパンテンション伸度；１．１７ ｍｍ，中性化深さ；０ ｍｍ，標準時付着強さ；２．３２ Ｎ／ｍｍ２ ，温冷繰返し後の接着強さ；１．８９ Ｎ／ｍｍ２ ，標準時界面破断率；２０％，温冷繰返し後の界面破断率；０％であった。
【００４２】
（実施例３〜７及び比較例１〜８）
［各種第一層用モルタル（下塗材）の調製］
下掲表１及び表２に示す各種成分から成る下塗材を調製した。数字は重量割合である。なお、表１において、使用セメントはポルトランドセメント、骨材は、６号硅砂である。合成樹脂は、アクリル系樹脂では、Ｔｇ が０℃のものをＡ ０，−４０℃のものをＡ‐４０，−５０℃のものをＡ−５０，スチレン・アクリル系樹脂は、−２０℃のものをＳＡ−２０で表示し、また、エチレン・酢酸ビニルは、Ｔｇ が０℃のものをＥ ０，−１０℃をＥ−１０，−２０℃をＥ‐２０，−２５℃をＥ−２５、及び１０℃のものをＥ１０ で表示した。そのあとに付記されたｅはエマルションで加えたことを示しているが、数値はエマルション中の含有樹脂固形分である。いずれも少量の調整剤が適宜添加使用されているが、複雑になるので省略した。
【００４３】
【表１】
【表２】
［各種第二層用モルタル（上塗材）の調製］
表中のセメントはポルトランドセメント、骨材は４号，５号混合硅砂である。
【表３】
【表４】
上記下塗材と上塗材の各種組合せによる積層防護層の各種性能を前記試験方法により測定した。それらの結果及び評価を下掲表５及び表６に纏めて示す。なお、表中の下塗材及び上塗材の欄の上下材番号は、前記表１〜４に記載の各塗材であり、その括弧内は、層厚（ｍｍ）である。また、測定される試験項目における耐ひび割れ性を耐ひび割，中性化深さ（ｍｍ）を中性化深，標準時接着強さ（Ｎ／ｍｍ２）を標準接着強，標準時界面破断率（％）を標準界面断，温冷繰返し後の接着強さ（Ｎ／ｍｍ２）を温冷接着強，温冷繰返し後の界面破断率（％）を温冷界面断，圧縮強さ（Ｎ／ｍｍ２）を圧縮強及びゼロスパンテンション伸度（ｍｍ）を伸度と略記した。なお、各具体例の物性の測定は、下塗材を２〜５ｍｍの厚さに塗布し、２４時間養生後、その上に、上塗材を５〜８ｍｍの厚さに積層した防護層（１０〜１２ｍｍ）を形成させた積層体について測定した。なお、各塗材の層厚（ｍｍ）を括弧内に記載した。
【００４８】
【表５】
総合評価は、特に、標準時接着強さが、０．６ Ｎ／ｍｍ２ 以上，標準時界面破断率が５０％以下，温冷繰返し後の接着強さが０．６ Ｎ／ｍｍ２ 以上，温冷繰返し後の界面破断率が５０％以下で、ゼロスパンテンション伸度が、０．８ｍｍ以上であることを合否の判定基準とした。
【００５０】
【表６】
表５及び表６より、第一のモルタル組成物の下塗層の骨材量が少ないと、層厚の確保が困難で、耐ひび割れ性が劣る（比較例１）。また、多すぎると、強度が低下し、接着強さが極端に小さくなる（比較例２）。比較例３〜８より、本発明における下塗用第一モルタル組成物と上塗用第二モルタル組成物のそれぞれの限定要件を逸脱するときは、鉄筋コンクリート構造体の長期安定な保護効果を期待できないことが理解されよう。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の方法によって形成されるモルタル積層防護層は、コンクリート素地面の経時的ひび割れにも、ひび割れることがなく、長期間にわたって優れた被覆遮蔽性を有するので、コンクリートの中性化を高度に且つ安定的に抑制することができる。また、鉄筋コンクリート構造体も補強されるので「住宅の品質確保の促進に関する法律」の鉄筋コンクリート造住宅に関する「等級３」の基準における屋外耐力壁の基準に適合するモルタル塗りが提供され、三世代用鉄筋コンクリート造住宅の建築に適用することができる。
Claims (4)
- セメント、該セメント１００重量部当たり、４０〜３００重量部の骨材及び２０〜７０重量部の０〜−４５℃の範囲内のガラス転移点を有する合成樹脂を含有して成る組成物に水を加えて、ＪＡＳＳ１５Ｍ−１０３に規定されるフロー値を１０〜３０ｃｍの範囲内に調整した第一のモルタル組成物を鉄筋コンクリート構造体のコンクリート表面に適用して、２〜５ｍｍの厚さの第一層を形成させ、固化した該第一層の上に、セメント、該セメント１００ 重量部当たり、７０〜２５０ 重量部の骨材及び５〜３０重量部の１０〜−１５℃の範囲内のガラス転移点を有する合成樹脂を含有して成る組成物に水を加えて、ＪＩＳ Ｒ ５２０１に規定されるフロー値を１５０ 〜２５０ の範囲内に調整した第二のモルタル組成物を吹き付けて、厚さ５〜８ｍｍの第二層を積層形成させることを特徴とする鉄筋コンクリート構造体の防護方法。
- 第一のモルタル組成物が、厚さ２．５〜４ｍｍの層厚に、また、第二のモルタル組成物が、厚さ６〜７．５ｍｍの層厚に形成される請求項１に記載の防護方法。
- 前記第一の組成物に、消泡剤，増粘剤，収縮低減剤及び減水剤より成る群から選択される調整剤の少量を含有させる請求項１に記載の防護方法。
- 前記第二の組成物に、消泡剤，増粘剤，収縮低減剤及び減水剤より成る群から選択される調整剤の少量を含有させる請求項１に記載の防護方法。
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