JP2005144938A - 緊張材用被覆物および緊張材 - Google Patents
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Abstract
【課題】現場での作業を軽減できて、緊張材とコンクリートとの一体化や緊張材の防食を図ることができるとともに、緊張材の緊張可能期間および硬化性樹脂の硬化期間を確実に管理できる緊張材用被覆物および緊張材を提供すること。
【解決手段】緊張材用被覆物１は、緊張材１００の表面を被覆する第１層１１０と、第１層１１０の外側に設けられる第２層１２０と、第２層１２０の外側に設けられる第３層１３０とを備える。第１層１１０は、硬化性樹脂であるエポキシ樹脂粉体により形成されている。第２層１２０は、エポキシ樹脂と、ケチミン化合物と、硫酸マグネシウム・７水和物と、酸化カルシウムとを含む。第３層１３０は、ＪＩＳ Ｚ０２０８に準拠する透湿度が５ｇ／ｍ２・２４のポリプロピレンを含む。
【選択図】 図１
【解決手段】緊張材用被覆物１は、緊張材１００の表面を被覆する第１層１１０と、第１層１１０の外側に設けられる第２層１２０と、第２層１２０の外側に設けられる第３層１３０とを備える。第１層１１０は、硬化性樹脂であるエポキシ樹脂粉体により形成されている。第２層１２０は、エポキシ樹脂と、ケチミン化合物と、硫酸マグネシウム・７水和物と、酸化カルシウムとを含む。第３層１３０は、ＪＩＳ Ｚ０２０８に準拠する透湿度が５ｇ／ｍ２・２４のポリプロピレンを含む。
【選択図】 図１
Description
本発明は、緊張材用被覆物および緊張材に関する。
従来、プレストレストコンクリートのポストテンション工法では、まず、コンクリート打設用の型枠内にシースを埋設し、このシースにＰＣ鋼材等の緊張材を挿入した後、コンクリートを打設する。次に、打設したコンクリートが硬化した後に緊張材を緊張させ、この状態でシースと緊張材との間にセメントミルク等のグラウト材を注入する。かかる工法により、緊張材とコンクリートとの一体化を図れるとともに、緊張材の防食を行うことができる。
しかしながら、緊張材をシースに挿入したり、シースにグラウト材を注入することは、非常に繁雑な作業であり、施工現場において多くの時間と労力とが必要であった。さらに、シース内へのグラウト材の注入が不完全になりやすいため、この不完全な箇所に水分や塩分等が入りこむことにより、緊張材が腐食するという問題もあった。
このような問題を解決するために、特許文献１には、以下のような技術が開発されている。すなわち、予め、工場等で、シースと緊張材との間に、通常状態では液状であるが常温で徐々に硬化する硬化性組成物（緊張材用被覆物）を注入した緊張部材を製造しておく。次に、この緊張部材を現場に搬入して、コンクリート打設用型枠内の所定位置に配置した後、型枠内にコンクリートを打設し、コンクリート硬化後であって液状の緊張材用被覆物が硬化する前に緊張材を緊張させる。その後、常温下で緊張材用被覆物が徐々に硬化するため、最終的には、緊張材とコンクリートとが一体化することになる。従って、施工現場におけるグラウト材の注入作業を不要にできる。また、予め工場内でシースと緊張材との間に緊張材用被覆物を注入するので、シース内に不完全箇所が生じにくいから、不完全な箇所からの水分等の侵入による緊張材の腐食を防ぐこともできる。
しかしながら、コンクリートは、硬化時の発熱（水和熱）により１００℃近くの高温に達する場合がある。このような高温下では、前記緊張材用被覆物は、硬化反応が急速に進むため、コンクリートが所定の硬さとなる前に、緊張材用被覆物が既に硬化してしまう可能性があり、この場合には、緊張材の緊張ができず、コンクリートにプレストレスをかけることができない。
一方、緊張材用被覆物を構成する硬化剤や硬化促進剤等の添加率を少なくすれば、高温時における急速な硬化反応の進行を防止できる。しかし、この場合には、緊張材用被覆物が完全に硬化するまでの期間が長期間になりすぎて、未硬化部分にある緊張材に対して水等が触れやすくなって、緊張材の防食が十分に図れないことになる。
なお、本発明では、緊張材用被覆物が流体状態である期間のことを、「緊張材の緊張可能期間」と称し、また、緊張材用被覆物が完全に硬化するまでの期間のことを、「硬化期間」と称する。
一方、緊張材用被覆物を構成する硬化剤や硬化促進剤等の添加率を少なくすれば、高温時における急速な硬化反応の進行を防止できる。しかし、この場合には、緊張材用被覆物が完全に硬化するまでの期間が長期間になりすぎて、未硬化部分にある緊張材に対して水等が触れやすくなって、緊張材の防食が十分に図れないことになる。
なお、本発明では、緊張材用被覆物が流体状態である期間のことを、「緊張材の緊張可能期間」と称し、また、緊張材用被覆物が完全に硬化するまでの期間のことを、「硬化期間」と称する。
そこで、以上の問題を解決するために、特許文献２では、前記緊張材用被覆物として、水分（水蒸気）と反応して硬化を開始する湿気硬化型エポキシ樹脂を採用し、１００℃近くの高温下での急速な硬化反応を防止し、緊張材の緊張可能期間を延長できる技術が提案されている。すなわち、本技術では、シースを介して、コンクリート硬化時に生じた水分を湿気硬化型エポキシ樹脂内に取り込むことにより、湿気硬化型エポキシ樹脂の硬化を開始させる。このように、コンクリートの硬化開始に伴って、湿気硬化型エポキシ樹脂の硬化が開始するため、コンクリート硬化時に生じる水分量等を考慮して緊張材用被覆物の組成を調整することにより、緊張材の緊張可能期間および硬化期間を管理できることになる。
特公平５−６９９３９号公報
特開２００２−６０４６５号公報
しかしながら、コンクリート硬化時に生じる水分の量は、コンクリート中の水セメント比や、コンクリートの温度、コンクリートの厚さ、環境温度・湿度等の様々な要因により大きく左右されるため、施工現場ごとに条件が変化し、緊張材用被覆物が予定より早く硬化してしまったり、予定期間をすぎても硬化しない等の事態が生じる可能性があった。特に、シースを介して水分を取り込むため、梅雨時等の高湿度下に当該緊張部材を置いていた場合には、現場へ搬入する前に、湿気硬化型エポキシ樹脂の硬化が既に開始してしまう可能性があった。また、逆に乾燥期で大気中の湿分が少ない場合や、シースの透水性や透湿性がよくない場合には、緊張材用被覆物がいつまでたっても硬化しないという問題もあった。以上より、緊張材の緊張可能期間および硬化期間の管理が非常に困難であるという問題があった。
本発明の目的は、現場での作業を軽減できて、緊張材とコンクリートとの一体化や緊張材の防食を図ることができるとともに、緊張材の緊張可能期間および硬化性樹脂の硬化期間を確実に管理できる緊張材用被覆物および緊張材を提供することにある。
本発明は、プレストレストコンクリートを構成する緊張材の表面を被覆する緊張材用被覆物であって、前記緊張材の表面を被覆し、硬化性樹脂を含んで構成される第１層と、この第１層の外側に設けられ、硬化性樹脂、湿気硬化型硬化剤、および結晶水含有化合物を含んで構成される第２層と、この第２層の外側に設けられ、実質的に非透水性かつ非透湿性の合成樹脂を含んで構成される第３層とを備えることを特徴とする。
前記緊張材とは、プレストレストコンクリート構造物用の鋼材（ＰＣ鋼材）である。この緊張材には、鋼棒や鋼線、鋼撚線等が含まれる。鋼棒には、例えば、ＪＩＳ Ｇ３１０９に規定されたもの等が含まれる。鋼線には、例えば、ＪＩＳ Ｇ３５３６に規定されたもの等が含まれる。鋼撚線は、前記鋼線を撚ったものである。
緊張材の腐食を確実に防ぐために、前記第１層の硬化性樹脂は、工場等で緊張材に硬化性樹脂を施す工程から現場に敷設して緊張させるまでに硬化していることが好ましく、コンクリートの打設前に硬化していることがより好ましい。要するに、第１層の硬化性樹脂は、できるだけ早期に硬化していることが好ましい。
このため、例えば、硬化性樹脂の粉体を緊張材の表面に静電粉体塗装加工等してから冷却し、これにより、第１層を構成する硬化性樹脂を工場内で硬化させることができる。
また、第１層の硬化性樹脂に対して各種の硬化剤を適量添加して、前記硬化性樹脂の硬化期間を調整することもできる。この硬化剤としては、例えば、脂肪族アミンや芳香族アミン、脂環族アミン等のアミン系硬化剤や、ポリアミド系硬化剤、潜在性硬化剤、後述するケチミン化合物等の湿気硬化型硬化剤等を採用できる。
また、第１層の硬化性樹脂に硬化促進剤や潜在性硬化剤等の硬化助剤を添加して、前記硬化性樹脂の硬化期間を調整することもできる。
このため、例えば、硬化性樹脂の粉体を緊張材の表面に静電粉体塗装加工等してから冷却し、これにより、第１層を構成する硬化性樹脂を工場内で硬化させることができる。
また、第１層の硬化性樹脂に対して各種の硬化剤を適量添加して、前記硬化性樹脂の硬化期間を調整することもできる。この硬化剤としては、例えば、脂肪族アミンや芳香族アミン、脂環族アミン等のアミン系硬化剤や、ポリアミド系硬化剤、潜在性硬化剤、後述するケチミン化合物等の湿気硬化型硬化剤等を採用できる。
また、第１層の硬化性樹脂に硬化促進剤や潜在性硬化剤等の硬化助剤を添加して、前記硬化性樹脂の硬化期間を調整することもできる。
前記第１層の硬化性樹脂としては、緊張材の表面を被覆して、少なくとも１０年、好ましくは２０年以上の防食性を有し、かつ緊張材との接着性の高い樹脂が好ましく、例えば、エポキシ樹脂や、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂を採用できる。この中でも、第１層の硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂がより好ましい。
エポキシ樹脂は、１分子中に２個以上のエポキシ基と呼ばれる反応基を持つ樹脂状物質であり、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、環式脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステル系樹脂、グリシジルアミン系樹脂、複素環式エポキシ樹脂のいずれでもよい。エポキシ樹脂には、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ノボラックグリシジルエーテル、テトラグリシジルアミンジフェニルメタン等が含まれる。特に、低コストである点で、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルや、ビスフェノールＦジグリシジルエーテルが適している。
エポキシ樹脂は、１分子中に２個以上のエポキシ基と呼ばれる反応基を持つ樹脂状物質であり、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＦ型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、環式脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステル系樹脂、グリシジルアミン系樹脂、複素環式エポキシ樹脂のいずれでもよい。エポキシ樹脂には、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ノボラックグリシジルエーテル、テトラグリシジルアミンジフェニルメタン等が含まれる。特に、低コストである点で、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルや、ビスフェノールＦジグリシジルエーテルが適している。
以上の緊張材用被覆物において、前記第１層は、前記緊張材の表面を被覆する内層と、この内層の外側で、かつ前記第２層の内側に設けられる外層とを備え、前記内層は、硬化性樹脂と、硬化促進剤および潜在性硬化剤の少なくともいずれか１つとを含み、前記外層は、実質的に非透水性かつ非透湿性の合成樹脂を含んで構成されることとすることができる。
ここで、前記内層を構成する硬化性樹脂には、前記第１層を構成する硬化性樹脂と同様のものを採用できる。
前記内層は、潜在性硬化剤および硬化促進剤の少なくともいずれかを含んで構成すればよく、前述したように、コンクリートの打設前等のできるだけ早期に、前記内層の硬化性樹脂が硬化するように、潜在性硬化剤や硬化促進剤の種類、添加量等を決めればよい。潜在性硬化剤や硬化促進剤の添加量としては、例えば、硬化性樹脂に対して１０重量％以下とすることができる。
前記潜在性硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミドおよびその誘導体や、アジピン酸ジヒドラジド等のジヒドラジド類、ジアミノマレオニトリルおよびその誘導体、アミンアダクト類、硬化剤を被膜したマイクロカプセル等を採用できる。
また、前記硬化促進剤としては、例えば、２，４，６−トリス（ジアミノメチル）フェノールや、ベンジルジメチルアミン等の第３級アミン化合物や、イミダゾール化合物、ＢＦ３錯体等を採用できる。
このように第１層の硬化性樹脂が早期に硬化するため、緊張材が外部環境の影響を受けにくくなるから、外部からの水分等の侵入による緊張材の腐食を確実に防止できる。
前記内層は、潜在性硬化剤および硬化促進剤の少なくともいずれかを含んで構成すればよく、前述したように、コンクリートの打設前等のできるだけ早期に、前記内層の硬化性樹脂が硬化するように、潜在性硬化剤や硬化促進剤の種類、添加量等を決めればよい。潜在性硬化剤や硬化促進剤の添加量としては、例えば、硬化性樹脂に対して１０重量％以下とすることができる。
前記潜在性硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミドおよびその誘導体や、アジピン酸ジヒドラジド等のジヒドラジド類、ジアミノマレオニトリルおよびその誘導体、アミンアダクト類、硬化剤を被膜したマイクロカプセル等を採用できる。
また、前記硬化促進剤としては、例えば、２，４，６−トリス（ジアミノメチル）フェノールや、ベンジルジメチルアミン等の第３級アミン化合物や、イミダゾール化合物、ＢＦ３錯体等を採用できる。
このように第１層の硬化性樹脂が早期に硬化するため、緊張材が外部環境の影響を受けにくくなるから、外部からの水分等の侵入による緊張材の腐食を確実に防止できる。
以上の緊張材用被覆物において、前記外層を構成するとともに、実質的に非透湿性かつ非透水性の合成樹脂としては、ＪＩＳ Ｚ０２０８に準拠する透湿度が、温度４０℃、相対湿度９０％、厚さ４０μｍで５０ｇ／ｍ２・２４ｈ以下のものにできる。
ＪＩＳ Ｚ０２０８に準拠する透湿度とは、温度４０℃、相対湿度９０％の条件下で、厚さ４０μｍのフィルム１ｍ２に対して２４時間の間に通過する水蒸気のｇ数を示すものである。この透湿度の単位は、ｇ／ｍ２・２４ｈで表される。
ＪＩＳ Ｚ０２０８に準拠する透湿度とは、温度４０℃、相対湿度９０％の条件下で、厚さ４０μｍのフィルム１ｍ２に対して２４時間の間に通過する水蒸気のｇ数を示すものである。この透湿度の単位は、ｇ／ｍ２・２４ｈで表される。
透湿度が５０ｇ／ｍ２・２４ｈ以下の合成樹脂とは、透湿性が比較的小さいことを示すため、実質的に非透湿性かつ非透水性の合成樹脂と考えることができる。つまり、外層の合成樹脂は、外部からの透水および透湿を防止できる。逆に、透湿度が５０ｇ／ｍ２・２４ｈより大きい合成樹脂は、外部からの透水および透湿を十分に防止できない可能性がある。
透湿度５０ｇ／ｍ２・２４ｈ以下の合成樹脂としては、ポリエチレンや、ポリプロピレン等が含まれるが、これには限定されない。具体的に、高密度ポリエチレンの透湿度は２０ｇ／ｍ２・２４ｈであり、ポリプロピレンの透湿度は５ｇ／ｍ２・２４ｈである。このため、前記外層を構成する合成樹脂としては、ポリプロピレンであることが好ましい。
透湿度５０ｇ／ｍ２・２４ｈ以下の合成樹脂としては、ポリエチレンや、ポリプロピレン等が含まれるが、これには限定されない。具体的に、高密度ポリエチレンの透湿度は２０ｇ／ｍ２・２４ｈであり、ポリプロピレンの透湿度は５ｇ／ｍ２・２４ｈである。このため、前記外層を構成する合成樹脂としては、ポリプロピレンであることが好ましい。
前記透湿度は、外層の厚みによって変化する、つまり、外層が厚くなればなるほど、透湿度が小さくなる。従って、緊張材用被覆物の厚みは、０．６ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは、１．０ｍｍ以上、さらに好ましくは１．５ｍｍ以上である。外層の厚みを０．６ｍｍ未満とした場合には、透湿度の条件は満たすものの、強度等が低下するおそれがある。なお、外層を構成する樹脂としては、コンクリートのアルカリに対抗するために、耐アルカリ性を有するものが好ましい。
また、前記第２層を構成する硬化性樹脂は、前記第１層の硬化性樹脂と同様に考えることができ、例えば、エポキシ樹脂や、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂を採用でき、好ましくはエポキシ樹脂である。このエポキシ樹脂も前記同様に考えることができる。
前記第２層の湿気硬化型硬化剤とは、水分と反応して硬化剤を生成し、この硬化剤により硬化性樹脂の硬化反応を開始させるものである。この湿気硬化型硬化剤としては、ケチミン化合物が好ましい。ケチミン化合物とは、カルボニル化合物とアミン化合物との脱水縮合反応により誘導され、ケチミン結合を有する化合物である。この脱水縮合反応は、例えば、アミン化合物に対して理論反応量以上のカルボニル化合物を添加し、反応生成水を除去することにより進行させることができる。なお、ケチミン結合は下記式で表すことができる（化１参照）。
前記第２層の湿気硬化型硬化剤とは、水分と反応して硬化剤を生成し、この硬化剤により硬化性樹脂の硬化反応を開始させるものである。この湿気硬化型硬化剤としては、ケチミン化合物が好ましい。ケチミン化合物とは、カルボニル化合物とアミン化合物との脱水縮合反応により誘導され、ケチミン結合を有する化合物である。この脱水縮合反応は、例えば、アミン化合物に対して理論反応量以上のカルボニル化合物を添加し、反応生成水を除去することにより進行させることができる。なお、ケチミン結合は下記式で表すことができる（化１参照）。
前記化１において、Ｒ１およびＲ２は、水素原子またはアルキル基、シクロヘキシル基、アリール基等の一価の炭化水素基を示す。
カルボニル化合物は、アミン化合物をケチミン化するものであり、ケトン類およびアルデヒド類を含む。ケトン類には、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、アセトフェノンやベンゾフェノン等の芳香族ケトン等が含まれる。アルデヒド類には、例えば、ホルムアルデヒドやアセトアルデヒド等の鎖式アルデヒド、ベンズアルデヒド等の芳香族アルデヒド等が含まれる。
アミン化合物としては、脂肪族系、脂環式系、芳香族系のいずれも採用でき、また、モノアミン、ポリアミン、ポリアミドのいずれでもよい。アミン化合物には、例えば、メチルアミン、エチルアミン、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、アルコキシプロピルアミン、アリルアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル、ジアミノシクロヘキサン等が含まれる。
前記第２層の結晶水含有化合物としては、コンクリート打設時の発熱を起点として結晶水を放出することが好ましい。このような構成とすれば、コンクリート打設前に硬化性樹脂が硬化を開始することがなく、あくまで、コンクリート打設時を基準として硬化性樹脂が硬化を開始するので、緊張材の緊張可能期間や硬化性樹脂の硬化期間を確実に管理できる。なお、工場等において前記第２層を形成する場合には、例えば、第３層の合成樹脂が２００℃近くの高温で溶融状態となる場合があり、このため、第２層を構成する結晶水含有化合物が高温にさらされ結晶水を放出する可能性がある。しかしながら、第３層の合成樹脂を硬化するために外層が急冷されるため、前記結晶水の放出によって第２層の硬化性樹脂が硬化を開始してしまうという影響はほとんどない。
また、結晶水含有化合物は、１００℃以下の温度で結晶水を放出することが好ましい。このような結晶水含有化合物としては、ピロリン酸ソーダ・１０水和物、硫酸アンモニウム・アルミニウム・２４水和物、カリウムミョウバン、硫酸アルミニウム・１８水和物、硫酸マグネシウム・７水和物、硫酸鉄(II)・７水和物（硫酸第一鉄・７水和物）、塩化マンガン・４水和物、硝酸カルシウム・４水和物、チオ硫酸ナトリウム・５水和物等を採用できる。ただし、結晶水の数は、前記には限定されない。各結晶水含有化合物の結晶水放出温度は、ピロリン酸ソーダ・１０水和物が１００℃、硫酸アンモニウム・アルミニウム・２４水和物が９３．５℃、カリウムミョウバンが９２．５℃、硫酸アルミニウム・１８水和物が８６．５℃、硫酸マグネシウム・７水和物が７０℃、硫酸鉄(II)・７水和物（硫酸第一鉄・７水和物）が６４℃、塩化マンガン・４水和物が５８℃、硝酸カルシウム・４水和物が４５℃、チオ硫酸ナトリウム・５水和物が３３℃である。また、一般的な我が国の気温とコンクリート打設温度等を考慮すれば、結晶水含有化合物は、９０℃以下の温度で結晶水を放出することが好ましく、８０℃以下の温度で結晶水を放出することがより好ましい。
ただし、道路現場等の夏場では、外部環境の温度が３５℃位になるため、結晶水含有化合物は、４０℃以上の温度で結晶水を放出することがより好ましい。結晶水含有化合物としては、結晶水放出温度が、想定される外部環境温度、例えば２５℃等、よりも確実に高いが、あまりに高すぎないものとして、硫酸マグネシウム水和物または硫酸鉄(II)水和物がより好ましい。
ただし、道路現場等の夏場では、外部環境の温度が３５℃位になるため、結晶水含有化合物は、４０℃以上の温度で結晶水を放出することがより好ましい。結晶水含有化合物としては、結晶水放出温度が、想定される外部環境温度、例えば２５℃等、よりも確実に高いが、あまりに高すぎないものとして、硫酸マグネシウム水和物または硫酸鉄(II)水和物がより好ましい。
また、前記第２層は、前記原料に加えて更に発熱剤を含んで構成してもよく、この際、前記発熱剤としては、酸化カルシウムであることが好ましい。発熱剤とは、水と反応して熱を発するものであり、例えば、酸化カルシウムや、塩化アルミニウム水和物等が含まれる。ここで、結晶水含有物から結晶水を放出するためには、各化合物固有の融解熱が必要である。従って、コンクリート硬化時に発生する熱量が、結晶水を放出する熱量よりも大きい場合には、特に、発熱剤等を添加しなくても、結晶水含有物から結晶水が放出される。しかしながら、熱量が不十分となる場合等には、十分な熱量を確保すべく発熱剤を添加する必要である。
前記第２層では、コンクリートの水セメント比や、コンクリートの発熱による温度、気温、湿度等の環境条件に応じて、湿気硬化型硬化剤や結晶水含有化合物の種類、配合量を調節することにより、緊張材の緊張可能期間や硬化性樹脂の硬化期間を調整する。このため、前記第２層には、緊張材の緊張可能期間や硬化期間を調整するなどのために、前述した硬化促進剤や潜在性硬化剤等の硬化助剤を添加できる。例えば、外部環境の温度が２３℃以下で、かつコンクリートの発熱による温度が７５℃以下、さらには、６５℃以下の比較的低温の場合には、湿気硬化型硬化剤だけでは、硬化期間が長くなりすぎるおそれがあるため、この場合には、潜在性硬化剤等を添加できる。
また、前記第３層は、最外層として緊張材の外形を形成するとともに、内部を保護し、第２層が未硬化の流動状態にある場合の保護膜として機能する。第３層の合成樹脂には、前記第１層を内層と外層との２層構成とした場合における外層と同様の合成樹脂、例えば、ポリプロピレンを採用できる。第３層を構成する合成樹脂としては、前述同様に、コンクリートのアルカリに対抗するために、耐アルカリ性を有するものが好ましい。
本発明において、第２層では、コンクリートが硬化を開始した時の発熱によって、結晶水含有物が結晶水を放出し、この放出された水分と湿気硬化型硬化剤とが加水分解反応を起こして硬化剤が生成され、この生成された硬化剤により硬化性樹脂の硬化が開始する。なお、第２層に発熱剤を添加した場合には、この発熱剤が結晶水含有物からの結晶水の放出を助ける働きをする。つまり、コンクリート硬化時の発熱により結晶水含有化合物の結晶水の一部が放出され、その水分により発熱剤が発熱して他の結晶水も放出され、前記同様の加水分解反応が進行する。
また、第３層を、実質的に非透水性かつ非透湿性の合成樹脂で構成したので、前記加水分解反応は、第２層内の密閉系の中で進行する。このため、仮に、当該緊張材用被覆物が高湿度下に置かれていたとしても、外部環境の影響をほとんど受けないので、工場等から現場への搬送時、すなわち、コンクリート打設前に硬化性樹脂が硬化しはじめてしまうおそれがない。
また、第３層を、実質的に非透水性かつ非透湿性の合成樹脂で構成したので、前記加水分解反応は、第２層内の密閉系の中で進行する。このため、仮に、当該緊張材用被覆物が高湿度下に置かれていたとしても、外部環境の影響をほとんど受けないので、工場等から現場への搬送時、すなわち、コンクリート打設前に硬化性樹脂が硬化しはじめてしまうおそれがない。
以上のように、本発明によれば、コンクリートの打設後、コンクリートが硬化しはじめる際に発生する熱によって、第２層の硬化性樹脂が硬化を開始するため、コンクリート打設前に、第２層の硬化性樹脂が硬化し始めることがないから、緊張材の緊張可能期間を確実に管理できる。なお、緊張材の緊張可能期間としては、作業性等を考慮して、コンクリートの打設から０．５年（６月）以内が好ましい。
また、コンクリートの打設時を基準として第２層の組成を調整することにより、第２層の硬化性樹脂は、所定の期間で確実に硬化するように調整できる。このため、緊張材とコンクリートとの一体化を図ることができるうえ、第２層の硬化性樹脂の硬化期間を確実に管理できる。従って、緊張材用被覆物の未硬化によって緊張材が腐食するのを確実に防止できる。なお、第２層の硬化期間は、コンクリートの打設から３年以内が好ましく、１．５年以内がより好ましい。
また、コンクリートの打設時を基準として第２層の組成を調整することにより、第２層の硬化性樹脂は、所定の期間で確実に硬化するように調整できる。このため、緊張材とコンクリートとの一体化を図ることができるうえ、第２層の硬化性樹脂の硬化期間を確実に管理できる。従って、緊張材用被覆物の未硬化によって緊張材が腐食するのを確実に防止できる。なお、第２層の硬化期間は、コンクリートの打設から３年以内が好ましく、１．５年以内がより好ましい。
また、緊張材の表面を被覆する第１層を備え、この第１層の硬化性樹脂がコンクリート打設前に硬化するように調整することにより、コンクリート打設後に生ずる水分が緊張材へと伝わるのを確実に防止でき、緊張材の腐食をより一層確実に防止できる。
また、緊張材用被覆物によって被覆された緊張材を、予め、工場等で形成することにより、現場でのグラウト剤注入作業が不要になるので、現場での作業を軽減できる。
また、緊張材用被覆物によって被覆された緊張材を、予め、工場等で形成することにより、現場でのグラウト剤注入作業が不要になるので、現場での作業を軽減できる。
本発明の緊張材は、以上のような緊張材用被覆物により表面が被覆されていることを特徴とする。
本発明の緊張材用被覆物および緊張材によれば、現場での作業を軽減できて、緊張材とコンクリートとの一体化や緊張材の防食を図ることができるとともに、緊張材の緊張可能期間および硬化性樹脂の硬化期間を確実に管理できるという効果がある。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る緊張材用被覆物を図面に基づいて説明する。
図１は、第１実施形態に係る緊張材用被覆物１を示す断面図である。図１に示すように、緊張材用被覆物１は、プレストレストコンクリート（図示略）を構成する緊張材１００の表面を被覆するものである。緊張材用被覆物１は、芯材となる緊張材１００の表面を被覆する第１層１１０と、この第１層１１０の外側に設けられる第２層１２０と、この第２層１２０の外側に設けられる第３層１３０とを備えて構成される。
本発明の第１実施形態に係る緊張材用被覆物を図面に基づいて説明する。
図１は、第１実施形態に係る緊張材用被覆物１を示す断面図である。図１に示すように、緊張材用被覆物１は、プレストレストコンクリート（図示略）を構成する緊張材１００の表面を被覆するものである。緊張材用被覆物１は、芯材となる緊張材１００の表面を被覆する第１層１１０と、この第１層１１０の外側に設けられる第２層１２０と、この第２層１２０の外側に設けられる第３層１３０とを備えて構成される。
緊張材１００は、プレストレストコンクリート構造物用の鋼線を撚った鋼撚線である。
第１層１１０は、硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を含んで構成されている。第１層１１０は、エポキシ樹脂の粉体物を静電粉体塗装加工により、緊張材１００の表面に付着させた後、これを冷却して完全に硬化させたものであり、例えば、厚さ１．０ｍｍとして形成されている。従って、第１層１１０は、緊張材用被覆物１の製造段階、すなわち、現場へ搬入する前に既に硬化している。
第１層１１０は、硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を含んで構成されている。第１層１１０は、エポキシ樹脂の粉体物を静電粉体塗装加工により、緊張材１００の表面に付着させた後、これを冷却して完全に硬化させたものであり、例えば、厚さ１．０ｍｍとして形成されている。従って、第１層１１０は、緊張材用被覆物１の製造段階、すなわち、現場へ搬入する前に既に硬化している。
第２層１２０は、硬化性樹脂であるエポキシ樹脂と、湿気硬化型硬化剤であるケチミン化合物と、結晶水含有化合物である硫酸マグネシウム・７水和物と、発熱剤である酸化カルシウムとを含んで構成されている。なお、硫酸マグネシウム・７水和物は、７０℃で結晶水を放出する。つまり、硫酸マグネシウム・７水和物は、例えば、２５℃等の一般的な外部環境の温度では結晶水を放出しないが、この外部環境の温度よりも高い温度で結晶水を放出することになる。
第２層１２０を構成する各材料の配合量や配合比は、緊張材の緊張可能期間がコンクリートの打設から０．５年（６月）以内であり、かつ硬化期間がコンクリートの打設から１．５年以内となるように調整しておく。このように調整するために、例えば、コンクリートの水セメント比や、コンクリートの発熱による温度、気温、湿度等の環境条件を考慮して、硬化促進剤や潜在性硬化剤等の硬化助剤を第２層１２０内に添加できる。
前述したように、硬化促進剤としては、例えば、２，４，６−トリス（ジアミノメチル）フェノールや、ベンジルジメチルアミン等の第３級アミン化合物や、イミダゾール化合物、ＢＦ３錯体等を挙げることができる。また、潜在性硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミドおよびその誘導体や、アジピン酸ジヒドラジド等のジヒドラジド類、ジアミノマレオニトリルおよびその誘導体、アミンアダクト類、硬化剤を被膜したマイクロカプセル等を挙げることができる。
具体的には、本実施形態における第２層１２０の組成としては、エポキシ樹脂を１００部、ケチミン化合物２部、硫酸マグネシウム・７水和物６部、酸化カルシウム５部、潜在性硬化剤であるジシアンジアミドを０．２部とすることができる。
前述したように、硬化促進剤としては、例えば、２，４，６−トリス（ジアミノメチル）フェノールや、ベンジルジメチルアミン等の第３級アミン化合物や、イミダゾール化合物、ＢＦ３錯体等を挙げることができる。また、潜在性硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミドおよびその誘導体や、アジピン酸ジヒドラジド等のジヒドラジド類、ジアミノマレオニトリルおよびその誘導体、アミンアダクト類、硬化剤を被膜したマイクロカプセル等を挙げることができる。
具体的には、本実施形態における第２層１２０の組成としては、エポキシ樹脂を１００部、ケチミン化合物２部、硫酸マグネシウム・７水和物６部、酸化カルシウム５部、潜在性硬化剤であるジシアンジアミドを０．２部とすることができる。
第３層１３０は、ポリプロピレンにより、厚み２．０ｍｍで構成されている。このポリプロピレンは、ＪＩＳ Ｚ０２０８に準拠する透湿度が、温度４０℃、相対湿度９０％、厚さ４０μｍで、５ｇ／ｍ２・２４ｈであるため、実質的に非透水性かつ非透湿性の合成樹脂である。なお、第３層１３０を構成する合成樹脂としては、前記ポリプロピレンには限定されず、実質的に非透水性かつ非透湿性の合成樹脂、例えば、透湿度が５０ｇ／ｍ２・２４ｈ以下の合成樹脂を採用できる。
次に、緊張材用被覆物１を用いて、ポストテンション工法により、プレストレストコンクリート構造物を施工する手順を説明する。
まず、コンクリート打設用の型枠を組み、緊張材用被覆物１が被覆された緊張材１００を前記型枠内の所定位置に配置する。次に、型枠内にコンクリートを打設して、所定の硬さとなるまで待機する。
ここで、コンクリートが硬化を開始しはじめると、コンクリートは、水和熱を生じて１００℃近くの高温に達する。そして、この水和熱が、第２層１２０の硫酸マグネシウム・７水和物に伝わると、硫酸マグネシウム・７水和物は、結晶水の一部を放出し、この結晶水が酸化カルシウムと反応して、第２層１２０内は、より一層高温となる。このため、硫酸マグネシウム・７水和物が残りの結晶水も全て放出し、この放出された結晶水がケチミン化合物と反応して硬化剤が生成され、この生成された硬化剤によりエポキシ樹脂の硬化反応が開始する。
次に、コンクリートが所定の硬さとなった後で、緊張材の緊張可能期間内であるコンクリート打設から６月以内に、緊張材１００を緊張させて、コンクリートにプレストレスをかける。その後、コンクリートの打設から１．５年以内には、第２層１２０のエポキシ樹脂が完全に硬化するため、これにより、緊張材１００の防食が図られ、プレストレストコンクリート構造物の施工が完了する。
まず、コンクリート打設用の型枠を組み、緊張材用被覆物１が被覆された緊張材１００を前記型枠内の所定位置に配置する。次に、型枠内にコンクリートを打設して、所定の硬さとなるまで待機する。
ここで、コンクリートが硬化を開始しはじめると、コンクリートは、水和熱を生じて１００℃近くの高温に達する。そして、この水和熱が、第２層１２０の硫酸マグネシウム・７水和物に伝わると、硫酸マグネシウム・７水和物は、結晶水の一部を放出し、この結晶水が酸化カルシウムと反応して、第２層１２０内は、より一層高温となる。このため、硫酸マグネシウム・７水和物が残りの結晶水も全て放出し、この放出された結晶水がケチミン化合物と反応して硬化剤が生成され、この生成された硬化剤によりエポキシ樹脂の硬化反応が開始する。
次に、コンクリートが所定の硬さとなった後で、緊張材の緊張可能期間内であるコンクリート打設から６月以内に、緊張材１００を緊張させて、コンクリートにプレストレスをかける。その後、コンクリートの打設から１．５年以内には、第２層１２０のエポキシ樹脂が完全に硬化するため、これにより、緊張材１００の防食が図られ、プレストレストコンクリート構造物の施工が完了する。
第１実施形態によれば、以下のような効果がある。
(１)コンクリートの打設後、コンクリートが硬化を開始する際に発生する熱によって、第２層１２０のエポキシ樹脂が硬化を開始するため、コンクリートの打設前に第２層１２０のエポキシ樹脂が硬化し始めることがないから、緊張材１００の緊張可能期間を確実に管理できる。具体的には、緊張材１００の緊張可能期間を、コンクリートの打設から０．５年以内として確実に管理できる。
(１)コンクリートの打設後、コンクリートが硬化を開始する際に発生する熱によって、第２層１２０のエポキシ樹脂が硬化を開始するため、コンクリートの打設前に第２層１２０のエポキシ樹脂が硬化し始めることがないから、緊張材１００の緊張可能期間を確実に管理できる。具体的には、緊張材１００の緊張可能期間を、コンクリートの打設から０．５年以内として確実に管理できる。
(２)また、第３層１３０を、実質的に非透水性かつ非透湿性のポリプロピレンで構成したので、例えば、緊張材用被覆物１が高湿度下に置かれていたとしても、外部環境の影響をほとんど受けないから、コンクリート打設前に、第２層１２０のエポキシ樹脂が硬化を開始してしまうことを防止できる。
(３)コンクリートの打設時を基準として第２層１２０の組成を調整することにより、第２層１２０のエポキシ樹脂が所定期間で確実に硬化するから、緊張材１００とコンクリートとの一体化を図ることができるうえ、エポキシ樹脂の硬化期間を確実に管理できる。このため、緊張材用被覆物１の未硬化による、緊張材１００の腐食を確実に防止できる。具体的には、硬化期間を、コンクリートの打設から１．５年として確実に管理できる。
(４)緊張材１００の表面を被覆する第１層１１０のエポキシ樹脂がコンクリート打設前に硬化するようにしたので、緊張材１００に対してコンクリート打設に伴う水分等が侵入することを確実に防止でき、緊張材１００の腐食をより一層確実に防止できる。
(５)緊張材用被覆物１によって被覆された緊張材１００を、予め工場等で形成することにより、現場でのグラウト剤注入作業が不要になるので、現場での作業を軽減できる。
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る緊張材用被覆物を図面に基づいて説明する。
なお、前記第１実施形態と同一または相当する構成部分には同じ符号を付し、説明を省略または簡略化する。
図２は、第２実施形態に係る緊張材用被覆物２を示す断面図である。
図２に示すように、緊張材用被覆物２は、緊張材１００の表面を被覆する第１層２１０と、この第１層２１０の外側に設けられた前記第２層１２０と、第２層１２０の外側に設けられた前記第３層１３０とを備えて構成され、一般的な押出成形機で製造される。
本発明の第２実施形態に係る緊張材用被覆物を図面に基づいて説明する。
なお、前記第１実施形態と同一または相当する構成部分には同じ符号を付し、説明を省略または簡略化する。
図２は、第２実施形態に係る緊張材用被覆物２を示す断面図である。
図２に示すように、緊張材用被覆物２は、緊張材１００の表面を被覆する第１層２１０と、この第１層２１０の外側に設けられた前記第２層１２０と、第２層１２０の外側に設けられた前記第３層１３０とを備えて構成され、一般的な押出成形機で製造される。
図２に示すように、第１層２１０は、緊張材１００の表面を被覆する内層２１１と、この内層２１１の外側に設けられる外層２１２とを備えて構成される。従って、緊張材用被覆物２は、内層２１１、外層２１２、第２層１２０、および第３層１３０の４層の構造として構成されている。
内層２１１は、緊張材１００の周囲に保護膜を形成してあらゆる腐食を防止し、少なくとも１０年、好ましくは２０年以上の防食性を付与するとともに、緊張材１００との接着性が良好なものが望ましい。このため、内層２１１は、硬化性樹脂であるエポキシ樹脂を含んで構成されている。なお、エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ビスフェノールＦジグリシジルエーテル、ノボラックグリシジルエーテル、テトラグリシジルアミンジフェニルメタン等を採用できる。特に、低コストである点で、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルや、ビスフェノールＦジグリシジルエーテルが適している。
また、内層２１１は、工場等で、緊張材１００に前記エポキシ樹脂を施した後、現場に敷設して緊張させるまでに硬化することが好ましく、コンクリート打設前に硬化していることがより好ましい。このため、内層２１１には、潜在性硬化剤および硬化促進剤等の少なくともいずれかが添加されている。
この潜在性硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミドおよびその誘導体や、アジピン酸ジヒドラジド等のジヒドラジド類、ジアミノマレオニトリルおよびその誘導体、アミンアダクト類、硬化剤を被膜したマイクロカプセル等を採用できる。硬化促進剤としては、例えば、２，４，６−トリス（ジアミノメチル）フェノールや、ベンジルジメチルアミン等の第３級アミン化合物や、イミダゾール化合物、ＢＦ３錯体等を採用できる。また、潜在性硬化剤や硬化促進剤以外の他の助剤としては、ベンジルアルコール等の希釈剤や、タルク等の充填剤等を採用できる。
具体的には、本実施形態における内層２１１の組成は、エポキシ樹脂を１００部、潜在性硬化剤であるジシアンジアミド８部、硬化促進剤である２，４，６−トリス（ジアミノメチル）フェノール４部、希釈剤であるベンジルアルコール１０部、充填剤であるタルク１５部とすることができる。
この潜在性硬化剤としては、例えば、ジシアンジアミドおよびその誘導体や、アジピン酸ジヒドラジド等のジヒドラジド類、ジアミノマレオニトリルおよびその誘導体、アミンアダクト類、硬化剤を被膜したマイクロカプセル等を採用できる。硬化促進剤としては、例えば、２，４，６−トリス（ジアミノメチル）フェノールや、ベンジルジメチルアミン等の第３級アミン化合物や、イミダゾール化合物、ＢＦ３錯体等を採用できる。また、潜在性硬化剤や硬化促進剤以外の他の助剤としては、ベンジルアルコール等の希釈剤や、タルク等の充填剤等を採用できる。
具体的には、本実施形態における内層２１１の組成は、エポキシ樹脂を１００部、潜在性硬化剤であるジシアンジアミド８部、硬化促進剤である２，４，６−トリス（ジアミノメチル）フェノール４部、希釈剤であるベンジルアルコール１０部、充填剤であるタルク１５部とすることができる。
外層２１２は、ポリプロピレンにより構成されている。前述したように、ポリプロピレンは、ＪＩＳ Ｚ０２０８に準拠する透湿度が、温度４０℃、相対湿度９０％、厚さ４０μｍで、５ｇ／ｍ２・２４ｈであり、実質的に非透水性かつ非透湿性を有する。
この透湿度は、外層２１２の厚みによって変化する、つまり、外層２１２が厚くなればなるほど、透湿度が小さくなる。従って、外層２１２の厚みは、０．６ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは、１．０ｍｍ以上、さらに好ましくは１．５ｍｍ以上である。本実施形態の外層２１２では、厚み１．６ｍｍで形成している。外層２１２の厚みを０．６ｍｍ未満とした場合には、透湿度の条件は満たすものの、強度等が低下するおそれがある。なお、外層２１２を構成する樹脂としては、耐酸性、耐アルカリ性、耐薬品性に優れているものが好ましい。
この透湿度は、外層２１２の厚みによって変化する、つまり、外層２１２が厚くなればなるほど、透湿度が小さくなる。従って、外層２１２の厚みは、０．６ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは、１．０ｍｍ以上、さらに好ましくは１．５ｍｍ以上である。本実施形態の外層２１２では、厚み１．６ｍｍで形成している。外層２１２の厚みを０．６ｍｍ未満とした場合には、透湿度の条件は満たすものの、強度等が低下するおそれがある。なお、外層２１２を構成する樹脂としては、耐酸性、耐アルカリ性、耐薬品性に優れているものが好ましい。
第２実施形態によれば、前記第１実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。
(６)第１層２１０を内層２１１と外層２１２の２層構造としたので、緊張材１００の腐食を確実に防止できる。この際、外層２１２を実質的に非透水性かつ非透湿性のポリプロピレンで構成し、さらに、内層２１１の組成を調節して、コンクリートの打設前に内層２１１が硬化するようにしたので、緊張材１００の腐食をより一層確実に防止できる。
(６)第１層２１０を内層２１１と外層２１２の２層構造としたので、緊張材１００の腐食を確実に防止できる。この際、外層２１２を実質的に非透水性かつ非透湿性のポリプロピレンで構成し、さらに、内層２１１の組成を調節して、コンクリートの打設前に内層２１１が硬化するようにしたので、緊張材１００の腐食をより一層確実に防止できる。
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
前記各実施形態において、第２層１２０の硬化性樹脂をエポキシ樹脂としたが、これに限らず、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂としてもよい。
前記各実施形態において、第２層１２０の結晶水含有化合物として、硫酸マグネシウム・７水和物を採用したが、これに限らず、例えば、前述した硫酸鉄(II)・７水和物や硫酸アルミニウム・１８水和物等のその他の結晶水含有化合物も採用できる。
前記各実施形態において、発熱剤として酸化カルシウムを採用したが、これに限らず、塩化アルミニウム水和物等のその他の発熱剤を採用してもよい。また、コンクリート打設温度が高温の場合や、高温地域等の十分な温度を確保できる環境条件を備える場合などには、発熱剤を添加しないで第２層１２０を構成してもよい。
前記各実施形態において、第２層１２０の硬化性樹脂をエポキシ樹脂としたが、これに限らず、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂としてもよい。
前記各実施形態において、第２層１２０の結晶水含有化合物として、硫酸マグネシウム・７水和物を採用したが、これに限らず、例えば、前述した硫酸鉄(II)・７水和物や硫酸アルミニウム・１８水和物等のその他の結晶水含有化合物も採用できる。
前記各実施形態において、発熱剤として酸化カルシウムを採用したが、これに限らず、塩化アルミニウム水和物等のその他の発熱剤を採用してもよい。また、コンクリート打設温度が高温の場合や、高温地域等の十分な温度を確保できる環境条件を備える場合などには、発熱剤を添加しないで第２層１２０を構成してもよい。
前記各実施形態において、第３層１３０をポリプロピレンにより構成したが、これに限らず、例えば、ポリエチレンや高密度ポリエチレン等の、非透湿性で、かつ非透水性を有する合成樹脂を採用して構成できる。この非透湿性で、かつ非透水性を有する合成樹脂としては、例えば、ＪＩＳ Ｚ０２０８に準拠する透湿度が、温度４０℃、相対湿度９０％、厚さ４０μｍで５０ｇ／ｍ２・２４ｈ以下のものを採用できる。
前記第２実施形態において、外層２１２をポリプロピレンにより構成したが、前記第３層１３０と同様に、実質的に非透湿性かつ非透水性の合成樹脂を採用して構成できる。
前記第２実施形態において、外層２１２をポリプロピレンにより構成したが、前記第３層１３０と同様に、実質的に非透湿性かつ非透水性の合成樹脂を採用して構成できる。
前記各実施形態において、第３層１３０の厚みを２．０ｍｍとして形成したが、特に限定されず、例えば、０．６ｍｍ以上として形成できる。
また、前記第２実施形態において、外層２１２の厚みを１．６ｍｍとしたが、特に限定されず、例えば、０．６ｍｍ以上として形成できる。
また、前記第２実施形態において、外層２１２の厚みを１．６ｍｍとしたが、特に限定されず、例えば、０．６ｍｍ以上として形成できる。
前記第２実施形態において、内層２１１を、潜在性硬化剤および硬化促進剤を含んで構成したが、これに限らず、潜在性硬化剤および硬化促進剤の少なくともいずれかを含んで構成すればよく、内層２１１の硬化期間を考慮して決定すればよい。
以下、本発明を実施例を挙げて、より具体的に説明する。
［第１実施例］
下記配合の原料を用いて、押出成型機により、第１層、第２層および第３層を備える３層構造の緊張材用被覆物を製造した後、その評価を行った。
(１)緊張材用被覆物の組成および配合量と緊張材の種類
<Ａ>第１層の構成
・エポキシ樹脂：エポキシ粉体樹脂パウダックスＥ１００、日本ペイント株式会社製
<Ｂ>第２層の構成
・エポキシ樹脂：アデカレジンＥＰ−４１００、旭電化株式会社製；１００部
・ケチミン化合物：ＥＰＩＫＵＲＥ Ｈ３、ジャパンエポキシレジン株式会社製；２部
・硫酸マグネシウム・７水和物；赤穂化成株式会社製；６部
・酸化カルシウム：井上石灰株式会社製；５部
・硬化助剤として潜在性硬化剤であるジシアンジアミド：アデカハードナーＥＨ−３８４２、旭電化株式会社製：０．２部
<Ｃ>第３層の構成
・ポリプロピレン：三井化学株式会社製
<Ｄ>緊張材
ＰＣ鋼撚線
［第１実施例］
下記配合の原料を用いて、押出成型機により、第１層、第２層および第３層を備える３層構造の緊張材用被覆物を製造した後、その評価を行った。
(１)緊張材用被覆物の組成および配合量と緊張材の種類
<Ａ>第１層の構成
・エポキシ樹脂：エポキシ粉体樹脂パウダックスＥ１００、日本ペイント株式会社製
<Ｂ>第２層の構成
・エポキシ樹脂：アデカレジンＥＰ−４１００、旭電化株式会社製；１００部
・ケチミン化合物：ＥＰＩＫＵＲＥ Ｈ３、ジャパンエポキシレジン株式会社製；２部
・硫酸マグネシウム・７水和物；赤穂化成株式会社製；６部
・酸化カルシウム：井上石灰株式会社製；５部
・硬化助剤として潜在性硬化剤であるジシアンジアミド：アデカハードナーＥＨ−３８４２、旭電化株式会社製：０．２部
<Ｃ>第３層の構成
・ポリプロピレン：三井化学株式会社製
<Ｄ>緊張材
ＰＣ鋼撚線
(２)製造方法
<Ａ>第１層
エポキシ粉体樹脂パウダックスＥ１００を、温度１８０℃、硬化時間１５分間で、静電粉体塗装加工によりＰＣ鋼撚線の表面に塗布した。その後、これを冷却してエポキシ樹脂を硬化させ、厚み１ｍｍの第１層を形成した。
<Ｂ>第２層
第２層に用いる各原料を混合・攪拌した組成物を、第１層の表面上に塗布した。
<Ｃ>第３層
第２層の組成物が塗布された表面上に、厚み２．０ｍｍでポリプロピレンを押出成形した。以上の工程により、緊張材用被覆物を製造した。
<Ａ>第１層
エポキシ粉体樹脂パウダックスＥ１００を、温度１８０℃、硬化時間１５分間で、静電粉体塗装加工によりＰＣ鋼撚線の表面に塗布した。その後、これを冷却してエポキシ樹脂を硬化させ、厚み１ｍｍの第１層を形成した。
<Ｂ>第２層
第２層に用いる各原料を混合・攪拌した組成物を、第１層の表面上に塗布した。
<Ｃ>第３層
第２層の組成物が塗布された表面上に、厚み２．０ｍｍでポリプロピレンを押出成形した。以上の工程により、緊張材用被覆物を製造した。
(３)評価
コンクリートの水和熱の発生およびその後の冷却に対応する環境モデルを設定し、この設定した環境モデル下にさらした緊張材用被覆物のサンプルについて、緊張材の緊張可能期間の測定と、硬化期間の測定とを行って、サンプルの評価を行った。
<Ａ>コンクリート打設時に対応する環境モデルの設定
コンクリートを打設した際の硬化に伴う水和熱の発生や、その後の冷却に対応する環境モデルを設定した。この環境モデルとしては、高温地域や夏場等に対応する高温条件の場合と、通常の地域や冬場等に対応する低温条件の場合との２つを設定した。具体的には、恒温恒湿槽を用いて、高温条件の場合としては、温度９０℃、相対湿度６０％の環境下に１４日間さらした後、温度２５℃、相対湿度６０％の環境下にさらすモデルを設定した。また、低温条件の場合としては、温度７０℃、相対湿度６０％の環境下に１４日間さらした後、温度２５℃、相対湿度６０％の環境下にさらすモデルを設定した。ただし、本願の実施例には、高温条件についてのみ記載した。
コンクリートの水和熱の発生およびその後の冷却に対応する環境モデルを設定し、この設定した環境モデル下にさらした緊張材用被覆物のサンプルについて、緊張材の緊張可能期間の測定と、硬化期間の測定とを行って、サンプルの評価を行った。
<Ａ>コンクリート打設時に対応する環境モデルの設定
コンクリートを打設した際の硬化に伴う水和熱の発生や、その後の冷却に対応する環境モデルを設定した。この環境モデルとしては、高温地域や夏場等に対応する高温条件の場合と、通常の地域や冬場等に対応する低温条件の場合との２つを設定した。具体的には、恒温恒湿槽を用いて、高温条件の場合としては、温度９０℃、相対湿度６０％の環境下に１４日間さらした後、温度２５℃、相対湿度６０％の環境下にさらすモデルを設定した。また、低温条件の場合としては、温度７０℃、相対湿度６０％の環境下に１４日間さらした後、温度２５℃、相対湿度６０％の環境下にさらすモデルを設定した。ただし、本願の実施例には、高温条件についてのみ記載した。
<Ｂ>緊張材の緊張可能期間の測定
・測定装置：粘弾性解析装置、株式会社レオロジ製
・測定温度：２５℃
・測定対象：前記環境モデル下にさらしたサンプルを所定時間経過後に緊張材から第３層を剥ぎ、第２層からサンプリングしたものを測定対象とした。
・緊張材の緊張可能期間について良否判定：測定した粘度が１万PS（ポイズ）以下の場合には、まだ緊張材の緊張可能期間内であると判断した。つまり、前記環境モデル下にさらしてから、第２層の粘度が１万PSになるまでの日数を緊張材の緊張可能期間とした。サンプルの良否判定は、緊張材の緊張可能期間が０．５年（６月）以内である場合を良好とし、この期間よりも大きい場合を不良とした。
・測定装置：粘弾性解析装置、株式会社レオロジ製
・測定温度：２５℃
・測定対象：前記環境モデル下にさらしたサンプルを所定時間経過後に緊張材から第３層を剥ぎ、第２層からサンプリングしたものを測定対象とした。
・緊張材の緊張可能期間について良否判定：測定した粘度が１万PS（ポイズ）以下の場合には、まだ緊張材の緊張可能期間内であると判断した。つまり、前記環境モデル下にさらしてから、第２層の粘度が１万PSになるまでの日数を緊張材の緊張可能期間とした。サンプルの良否判定は、緊張材の緊張可能期間が０．５年（６月）以内である場合を良好とし、この期間よりも大きい場合を不良とした。
<Ｃ>硬化期間の測定
・測定装置：硬度計デュロメータ
・測定方法：ＪＩＳ Ｋ−７２１５に準拠
・硬化の良否判定：緊張材の緊張可能期間の測定に基づいて、粘度が１万PSに達したサンプルについて、更に、温度２５℃、相対湿度６０％の環境下にさらした。そして、所定時間経過後に緊張材から第３層を剥ぎ、第２層からサンプリングしたものの硬度を測定した。測定した硬度が６０以上の場合に、硬化性樹脂が完全に硬化したものと判定した。つまり、硬度が６０になるまでの期間を硬化期間とした。サンプルの良否判定は、硬化期間が１．５年以内である場合を優良とし、３年以内を良好とし、３年より大きい場合を不良とした。
・測定装置：硬度計デュロメータ
・測定方法：ＪＩＳ Ｋ−７２１５に準拠
・硬化の良否判定：緊張材の緊張可能期間の測定に基づいて、粘度が１万PSに達したサンプルについて、更に、温度２５℃、相対湿度６０％の環境下にさらした。そして、所定時間経過後に緊張材から第３層を剥ぎ、第２層からサンプリングしたものの硬度を測定した。測定した硬度が６０以上の場合に、硬化性樹脂が完全に硬化したものと判定した。つまり、硬度が６０になるまでの期間を硬化期間とした。サンプルの良否判定は、硬化期間が１．５年以内である場合を優良とし、３年以内を良好とし、３年より大きい場合を不良とした。
<Ｄ>結果
本実施例では、高温条件の場合について実施した。
緊張可能期間の測定では、環境モデルでの放置を開始した日から２０日後は、緊張可能であったが、２５日後は、緊張不可能であった。つまり、緊張材の緊張可能期間は２０〜２５日であった。また、硬化期間の測定では、高温環境モデルに放置した後、温度２５℃、相対湿度６０％の環境下に置き、高温環境モデル放置開始後、通算１年２月では硬化せず、１年５月で硬化していた。つまり、硬化期間は１年２月〜１年５月であった。
以上より、本実施例では、高温条件において、緊張材の緊張可能期間が良好であり、硬化期間が優良であるため、適していると判定した。なお、下記実施例も含めて、各実施例の内容および結果を図３にまとめた。
本実施例では、高温条件の場合について実施した。
緊張可能期間の測定では、環境モデルでの放置を開始した日から２０日後は、緊張可能であったが、２５日後は、緊張不可能であった。つまり、緊張材の緊張可能期間は２０〜２５日であった。また、硬化期間の測定では、高温環境モデルに放置した後、温度２５℃、相対湿度６０％の環境下に置き、高温環境モデル放置開始後、通算１年２月では硬化せず、１年５月で硬化していた。つまり、硬化期間は１年２月〜１年５月であった。
以上より、本実施例では、高温条件において、緊張材の緊張可能期間が良好であり、硬化期間が優良であるため、適していると判定した。なお、下記実施例も含めて、各実施例の内容および結果を図３にまとめた。
［第２実施例］
下記配合の原料を用いて、押出成型機により、第１層を構成する内層および外層と、第２層と、第３層とを備える４層構造の緊張材用被覆物を製造した後、その評価を行った。(１)緊張材用被覆物の組成および配合量と緊張材の種類
<Ａ>第１層の構成
<I>内層の構成
・エポキシ樹脂：アデカレジンＥＰ−４１００、旭電化株式会社製；１００部
・ジシアンジアミド：アデカハードナーＥＨ−３８４２、旭電化株式会社製：８部
・硬化促進剤である２，４，６−トリス（ジアミノメチル）フェノール：アデカハードナーＥＨＣ−３０、旭電化株式会社製；４部
・希釈剤であるベンジルアルコール；１０部
・充填剤であるタルク；１５部
<II>外層の構成
・ポリプロピレン：三井化学株式会社製
<Ｂ>第２層の構成
・エポキシ樹脂：アデカレジンＥＰ−４１００、旭電化株式会社製；１００部
・ケチミン化合物：ＥＰＩＫＵＲＥ Ｈ３、ジャパンエポキシレジン株式会社製；２部
・硫酸マグネシウム・７水和物；赤穂化成株式会社製；６部
・酸化カルシウム：井上石灰株式会社製；５部
・硬化助剤として潜在性硬化剤であるジシアンジアミド：アデカハードナーＥＨ−３８４２、旭電化株式会社製：０．２部
<Ｃ>第３層の構成
・ポリプロピレン：三井化学株式会社製
<Ｄ>緊張材
ＰＣ鋼撚線
下記配合の原料を用いて、押出成型機により、第１層を構成する内層および外層と、第２層と、第３層とを備える４層構造の緊張材用被覆物を製造した後、その評価を行った。(１)緊張材用被覆物の組成および配合量と緊張材の種類
<Ａ>第１層の構成
<I>内層の構成
・エポキシ樹脂：アデカレジンＥＰ−４１００、旭電化株式会社製；１００部
・ジシアンジアミド：アデカハードナーＥＨ−３８４２、旭電化株式会社製：８部
・硬化促進剤である２，４，６−トリス（ジアミノメチル）フェノール：アデカハードナーＥＨＣ−３０、旭電化株式会社製；４部
・希釈剤であるベンジルアルコール；１０部
・充填剤であるタルク；１５部
<II>外層の構成
・ポリプロピレン：三井化学株式会社製
<Ｂ>第２層の構成
・エポキシ樹脂：アデカレジンＥＰ−４１００、旭電化株式会社製；１００部
・ケチミン化合物：ＥＰＩＫＵＲＥ Ｈ３、ジャパンエポキシレジン株式会社製；２部
・硫酸マグネシウム・７水和物；赤穂化成株式会社製；６部
・酸化カルシウム：井上石灰株式会社製；５部
・硬化助剤として潜在性硬化剤であるジシアンジアミド：アデカハードナーＥＨ−３８４２、旭電化株式会社製：０．２部
<Ｃ>第３層の構成
・ポリプロピレン：三井化学株式会社製
<Ｄ>緊張材
ＰＣ鋼撚線
(２)製造方法
<Ａ>第１層
<I>内層の構成
内層に用いる各原料を混合・攪拌した組成物を、第１層の表面上に塗布した。
<II>外層の構成
内層の表面上に、厚み１．６ｍｍでポリプロピレンを押出成形した。
<Ｂ>第２層
第２層に用いる各原料を混合・攪拌した組成物を、外層の表面上に塗布した。
<Ｃ>第３層
第２層の表面上に、厚み２．０ｍｍでポリプロピレンを押出成形した。
以上の工程により、緊張材用被覆物を製造した。
<Ａ>第１層
<I>内層の構成
内層に用いる各原料を混合・攪拌した組成物を、第１層の表面上に塗布した。
<II>外層の構成
内層の表面上に、厚み１．６ｍｍでポリプロピレンを押出成形した。
<Ｂ>第２層
第２層に用いる各原料を混合・攪拌した組成物を、外層の表面上に塗布した。
<Ｃ>第３層
第２層の表面上に、厚み２．０ｍｍでポリプロピレンを押出成形した。
以上の工程により、緊張材用被覆物を製造した。
(３)評価
製造した緊張材用被覆物の評価は、前記第１実施例の低温条件下において、緊張材の緊張可能期間の測定と、硬化期間の測定とを行った。
緊張可能期間の測定では、環境モデルでの放置を開始した日から２０日後は、緊張可能であったが、２５日後は、緊張不可能であった。つまり、緊張材の緊張可能期間は２０〜２５日であった。また、硬化期間の測定は、低温環境モデルに放置した後、温度２５℃、相対湿度６０％の環境下に置き、低温環境モデル放置開始後、通算１年２月では硬化せず、１年５月で硬化していた。つまり、硬化期間は１年２月〜１年５月であった。
以上より、本実施例では、低温条件において、緊張材の緊張可能期間が良好であり、硬化期間が優良であるため、適していると判定した。なお、下記実施例も含めて、各実施例の内容および結果を図３にまとめた。
製造した緊張材用被覆物の評価は、前記第１実施例の低温条件下において、緊張材の緊張可能期間の測定と、硬化期間の測定とを行った。
緊張可能期間の測定では、環境モデルでの放置を開始した日から２０日後は、緊張可能であったが、２５日後は、緊張不可能であった。つまり、緊張材の緊張可能期間は２０〜２５日であった。また、硬化期間の測定は、低温環境モデルに放置した後、温度２５℃、相対湿度６０％の環境下に置き、低温環境モデル放置開始後、通算１年２月では硬化せず、１年５月で硬化していた。つまり、硬化期間は１年２月〜１年５月であった。
以上より、本実施例では、低温条件において、緊張材の緊張可能期間が良好であり、硬化期間が優良であるため、適していると判定した。なお、下記実施例も含めて、各実施例の内容および結果を図３にまとめた。
１，２ 緊張材用被覆物
１００ 緊張材
１１０，２１０ 第１層
１２０ 第２層
１３０ 第３層
２１１ 内層
２１２ 外層
１００ 緊張材
１１０，２１０ 第１層
１２０ 第２層
１３０ 第３層
２１１ 内層
２１２ 外層
Claims (15)
- プレストレストコンクリートを構成する緊張材の表面を被覆する緊張材用被覆物であって、
前記緊張材の表面を被覆し、硬化性樹脂を含んで構成される第１層と、
この第１層の外側に設けられ、硬化性樹脂、湿気硬化型硬化剤、および結晶水含有化合物を含んで構成される第２層と、
この第２層の外側に設けられ、実質的に非透水性かつ非透湿性の合成樹脂を含んで構成される第３層とを備えることを特徴とする緊張材用被覆物。 - 請求項１に記載の緊張材用被覆物において、
前記第１層の硬化性樹脂は、エポキシ樹脂であることを特徴とする緊張材用被覆物。 - 請求項１に記載の緊張材用被覆物において、
前記第１層は、前記緊張材の表面を被覆する内層と、この内層の外側で、かつ前記第２層の内側に設けられる外層とを備え、
前記内層は、硬化性樹脂と、硬化促進剤および潜在性硬化剤の少なくともいずれか１つとを含んで構成され、
前記外層は、実質的に非透水性かつ非透湿性の合成樹脂を含んで構成されることを特徴とする緊張材用被覆物。 - 請求項３に記載の緊張材用被覆物において、
前記外層の合成樹脂は、ＪＩＳ Ｚ０２０８に準拠する透湿度が、温度４０℃、相対湿度９０％、厚さ４０μｍで５０ｇ／ｍ２・２４ｈ以下の合成樹脂であることを特徴とする緊張材用被覆物。 - 請求項４に記載の緊張材用被覆物において、
前記外層の合成樹脂は、ポリプロピレンであることを特徴とする緊張材用被覆物。 - 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の緊張材用被覆物において、
前記第２層の結晶水含有化合物は、コンクリート打設時の発熱を起点として結晶水を放出することを特徴とする緊張材用被覆物。 - 請求項６に記載の緊張材用被覆物において、
前記結晶水含有化合物は、４０℃以上で、かつ１００℃以下の温度で結晶水を放出することを特徴とする緊張材用被覆物。 - 請求項７に記載の緊張材用被覆物において、
前記結晶水含有化合物は、硫酸マグネシウム水和物および硫酸鉄(II)水和物の少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする緊張材用被覆物。 - 請求項１〜請求項８のいずれかに記載の緊張材用被覆物において
前記第２層の硬化性樹脂は、エポキシ樹脂であることを特徴とする緊張材用被覆物。 - 請求項１〜請求項９のいずれかに記載の緊張材用被覆物において、
前記第２層の湿気硬化型硬化剤は、ケチミン化合物であることを特徴とする緊張材用被覆物。 - 請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の緊張材用被覆物において、
前記第３層の合成樹脂は、ＪＩＳ Ｚ０２０８に準拠する透湿度が、温度４０℃、相対湿度９０％、厚さ４０μｍで５０ｇ／ｍ２・２４ｈ以下の合成樹脂であることを特徴とする緊張材用被覆物。 - 請求項１１に記載の緊張材用被覆物において、
前記第３層の合成樹脂は、ポリプロピレンであることを特徴とする緊張材用被覆物。 - 請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の緊張材用被覆物において、
前記第２層は、発熱剤を含んで構成されることを特徴とする緊張材用被覆物。 - 請求項１３に記載の緊張材用被覆物において、
前記発熱剤は、酸化カルシウムであることを特徴とする緊張材用被覆物。 - 請求項１〜請求項１４のいずれかに記載の緊張材用被覆物により表面が被覆されていることを特徴とする緊張材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003387798A JP2005144938A (ja) | 2003-11-18 | 2003-11-18 | 緊張材用被覆物および緊張材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003387798A JP2005144938A (ja) | 2003-11-18 | 2003-11-18 | 緊張材用被覆物および緊張材 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005144938A true JP2005144938A (ja) | 2005-06-09 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2003387798A Withdrawn JP2005144938A (ja) | 2003-11-18 | 2003-11-18 | 緊張材用被覆物および緊張材 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2005144938A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110258928A (zh) * | 2019-06-26 | 2019-09-20 | 中国长江三峡集团有限公司 | 一种螺母柱预应力钢筋装置的安装方法 |
-
2003
- 2003-11-18 JP JP2003387798A patent/JP2005144938A/ja not_active Withdrawn
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