JP2006307632A

JP2006307632A - コンクリート構造物の補修方法

Info

Publication number: JP2006307632A
Application number: JP2006051819A
Authority: JP
Inventors: Mitsuaki Ueki; 光顕植木
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-03-30
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2006-11-09

Abstract

【課題】短期間に低コストで施工することができ、コンクリート構造物の凍結被害、塩害、中性化、アルカリ骨材反応にも対処することができるコンクリート構造物の補修方法を提供することである。
【解決手段】補修しようとするコンクリート構造物の表面に、カチオン性アクリルシリコン樹脂エマルジョン、変性シリカ、高分子量アクリレート、又は、変性ポリウレタン樹脂と有機ポリイソシアネートの混合物のいずれかを主成分とする第１液を１回又は複数回塗布又は噴霧する工程を含むことを特徴とする方法が提供される。好ましくは、第１液を塗布又は噴霧したコンクリート構造物の表面に、合成樹脂エマルジョンと着色・体質顔料の混合物、又は、高分子量アクリレートのいずれかを主成分とする第２液を１回又は複数回塗布又は噴霧する工程を更に含む。
【選択図】図１

Description

本発明は一般に、コンクリート構造物の補修方法に関する。より詳細には、本発明は、短時間に且つ低コストで施工することができるコンクリート構造物の補修方法に関する。

従来、コンクリート構造物の補修は一般的に、劣化した表層部を撤去し、撤去箇所にモルタル等を上塗りすることによって行われていた。

しかしながら、従来の補修方法では、表層部の撤去により建築廃材が発生する、表層部の撤去が必要なため工期が長くなり工事コストが高くなる等の課題がある。一方、寒冷地では、融けた雪がコンクリート構造物内に侵入し、凍結して膨張し、コンクリート構造物の劣化が促進されることがあるが、従来の補修方法では、このような事態に対処することができない。また、従来の補修方法では、塩害や、中性化、アルカリ骨材反応に対して効果的に対処することが困難である。

本発明は、このような状況に鑑みて開発されたものであって、短期間に低コストで施工することができ、コンクリート構造物の凍結被害、塩害、中性化、アルカリ骨材反応にも対処することができるコンクリート構造物の補修方法を提供することを目的としている。

本願請求項１に記載のコンクリート構造物の補修方法は、補修しようとするコンクリート構造物の表面に、カチオン性アクリルシリコン樹脂エマルジョン、変性シリカ、高分子量アクリレート、又は、変性ポリウレタン樹脂と有機ポリイソシアネートの混合物のいずれかを主成分とする第１液を１回又は複数回塗布又は噴霧する工程を含むことを特徴とするものである。

本願請求項２に記載のコンクリート構造物の補修方法は、前記請求項１の方法において、前記第１液を塗布又は噴霧したコンクリート構造物の表面に、合成樹脂エマルジョンと着色・体質顔料の混合物、又は、高分子量アクリレートのいずれかを主成分とする第２液を１回又は複数回塗布又は噴霧する工程を更に含むことを特徴とするものである。

本願請求項３に記載のコンクリート構造物の補修方法は、前記請求項２の方法において、前記第２液を塗布又は噴霧したコンクリート構造物の表面に、アクリルポールと変成ポリウレタン樹脂、又は、前記第１液又は前記第２液にフィラーを混合することによって得られる第３液を１回又は複数回塗布又は噴霧する工程を更に含むことを特徴とするものである。

本願請求項４に記載のコンクリート構造物の補修方法は、前記請求項１の方法において、前記第１液を塗布又は噴霧したコンクリート構造物の表面に、前記第１液にフィラーを混合することによって得られ、或いは、合成樹脂エマルジョンと着色・体質顔料の混合物、又は、高分子量アクリレートのいずれかを主成分とする第２液にフィラーを混合することによって得られる第３液を１回又は複数回塗布又は噴霧する工程を更に含むことを特徴とするものである。

本発明の方法によれば、コンクリート構造物の補修工事に際して、表層部を撤去する必要がないので、短時間に低コストで施工することが可能になるとともに、建築廃材も発生しない。また、コンクリート構造物内部に浸透する液により防水効果が期待できるので、コンクリート構造物の凍結被害に対処することも可能になる。さらに、塩害や、中性化、アルカリ骨材反応に対処することも可能になる。

次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係るコンクリート構造物の補修方法について詳細に説明する。本発明の好ましい実施の形態に係るコンクリート構造物の補修方法では、基本的に、３種類の液状物質（以下「第１液」、「第２液」、「第３液」という）を用いる。

第１液は、補修しようとするコンクリート構造物の内部の状態（換言すると、補修すべき箇所がどの部分か）を確認することを目的の１つとしている。より詳細に説明すると、コンクリート構造物の内部の密度は均一ではなく、バラツキが存在する。このようなコンクリート構造物の表面に第１液を塗布すると、低密度の部分にはより多量の第１液が浸透し、高密度の部分への第１液の浸透量は少なくなる。したがって、コンクリート構造物の表面に第１液を塗布すると、表面は、乾燥部と湿潤部（ヌレ肌部）に分かれることになる（乾燥部が位置する内部が密度が小さく、湿潤部が位置する内部が密度が大きいことになる）。そこで、乾燥部のみに第１液を塗布することにより、低密度部分に第１液を更に浸透させ、コンクリート構造物の内部の密度の均一化を図ることができる。

また、第１液は、後述する第２液又は第３液と反応させてコンクリート構造物の内部に硬化部分を形成し、強度、水密性、耐薬品性、衝撃性、摩擦性等のコンクリートの諸性能を向上させることも目的の１つとしている。

第１液としては、高分子量アクリレート、カチオン性アクリルシリコン樹脂エマルジョン、変性シリカ、高分子量アクリレート、又は、変性ポリウレタン樹脂と有機ポリイソシアネートの混合物のいずれかを主成分とする液状物質を用いる。

第２液は、先に塗布された第１液と反応させることにより、コンクリート構造物の内部に硬化部分を形成することを主目的としている。

第２液としては、合成樹脂エマルジョンと着色・体質顔料の混合液、又は、高分子量アクリレートのいずれかを主成分とする液状物質を用いる。

第３液は、増厚を主目的としている。すなわち、第１液の塗布面上に第２液を塗布すると、第２液と第１液が反応し、塗布膜が薄くなってしまうので、表層の厚みを増すために、第３液が塗布される。

第３液としては、アクリルポールと変性ポリウレタン樹脂の混合物、又は、第１液又は第２液にフィラーを混合した液を用いる。

図１は、本発明の好ましい実施の形態に係るコンクリート構造物の補修方法の一連の工程を模式的に示した図である。まず、補修しようとするコンクリート構造物の表面に、第１液を塗布する（第１図（ａ））。すると、コンクリート構造物の内部の毛細管組織により、第１液がコンクリート構造物の内部に浸透する。その際、コンクリート構造物の内部の低密度部分への浸透量が多くなるので、低密度部分が位置する箇所の表面は乾燥面となる（第１図（ｂ））。そこで、乾燥面には、更に第１液を塗布して、コンクリート構造物の内部の密度の均一化を図る（第１図（ｃ））。

次いで、コンクリート構造物の表面に、第２液を塗布する（第１図（ｄ））。すると、コンクリート構造物の内部の毛細管組織により、第２液がコンクリート構造物の内部に浸透し、第１液と反応して重合硬化し、コンクリート構造物の内部に硬化部分が形成される（第１図（ｅ））。

次いで、コンクリート構造物の表面に、第３液を塗布する（第１図（ｆ））。すると、第２液と第１液との反応により薄くなった塗布膜の表層の厚みを増すことができるとともに、第３液自体も第１液又は第２液と反応して、硬化部分が一層強化される。

以上の例では、第１液を２回塗布し、第２液を１回塗布し、第３液を１回塗布するものとして示されているが、補修しようとするコンクリート構造物の状況等に応じて、第１液、第２液、第３液の塗布回数等の組合せを適宜変えてもよい。すなわち、例えば、第１液の塗布回数を１回としてもよく、第２液の塗布回数を複数回としてもよく、第３液の塗布回数を複数回としてもよい。また、第１液のみの塗布としてもよく、第３液の塗布を省略してもよい。さらに、例えば下地無処理による高耐久保護施工等の場合には、第２液の塗布を省略してもよい。

また、第２液や第３液の養生完了後に、セメント材料を塗布したり、塗装や接着等を行ってもよい。

次に、本発明の補修方法の有効性を検証するため、上述の第１液及び第２液について行った実験結果について説明する。

まず、上述の第１液及び第２液の主成分の１つである高分子量アクリレート及び変性ポリウレタン樹脂について行った実験結果について説明する。図２は、高分子量アクリレート自体及び高分子量アクリレートに種々の骨材を混合した場合における強度の検討を行った実験結果を示したものである。このうち図２（ａ）は高分子量アクリレート自体、図２（ｂ）は高分子量アクリレートにセメントと砂を配合したもの、図２（ｃ）は高分子量アクリレートに炭酸カルシウムと砂を配合したもの、図２（ｄ）は高分子量アクリレートに炭酸カルシウムを配合したものを塗布した後に補強クロスを貼り付け、更にその上に高分子量アクリレートにセメントと砂を配合したものを塗布した場合、図２（ｅ）は高分子量アクリレートに炭酸カルシウムを配合したものを塗布した後に補強クロスを貼り付け、更にその上に高分子量アクリレートに炭酸カルシウムを配合したものを塗布した場合の結果を示している。

以上の実験結果から、高分子量アクリレート自体でも、或いは高分子量アクリレートにフィラーを混合したものでも、コンクリート躯体に対する付着力は、基準値の２．６倍以上の値を記録しており、付着強度が高いことが確認された。

図３は、変性ポリウレタン樹脂を塗布したコンクリート供試体に対する強度の検討を行った実験結果を示したものである。

この実験結果から、変性ポリウレタン樹脂についても、高分子量アクリレートと同等程度の高い付着力が得られることが確認された。

次いで、カチオン性アクリルシリコン樹脂エマルジョンを主成分とした第１液（以下「第１液Ａ」という）及び変成ポリウレタン樹脂と有機ポリイソシアネートの混合物を主成分とした第１液（「第１液Ｂ」という）に関する試験結果について説明する。第１液Ａは、５０．５重量％のカチオン性アクリルシリコン樹脂エマルジョン、１．０重量％の添加剤、及び４８．５重量％の上水から成る。また、第１液Ｂは、３５．０重量％の変成ポリウレタン樹脂、１３．０重量％の有機ポリイソシアネート、及び５２．０重量％のキシレンから成る。

図４の表に示されるように、第１液Ａは、８００ｋｇ／ｃｍ² の引張強度、１７ｋｇｆ／ｃｍ² の付着強度を有し、第１液Ｂも、６６０ｋｇ／ｃｍ² の引張強度を有していることが分かる。第１液は、上述のように、コンクリート構造物の内部の密度の均一化を図ることを目的の１つとしているため、高い強度を有することが必要とされるが、このように高強度であることが確認された。

次いで、合成樹脂エマルジョンを主成分とした第２液（以下「第２液Ａ」という）及びアクリルポリオールと変成ポリウレタン樹脂の混合物を主成分とした第３液（「第３液Ａ」という）に関する試験結果について説明する。第２液Ａは、６８．５重量％の合成樹脂エマルジョン、１５．０重量％の断熱材・添加剤、８．５重量％の顔料、及び８．０重量％の上水から成る。また、第３液Ａは、４５重量％のアクリルポリオール、３０重量％の耐アルカリ性ガラスフレーク、１５重量％のキシレン、及び１０重量％の酸化チタンの混合液と、６０．０重量％の変成ポリウレタン樹脂、２０〜３０重量％のキシレン、及び３重量％の２．４トリイソシアネートの混合液とを混合したものから成る。

図４の表に示されるように、第２液Ａは、８００ｋｇ／ｃｍ² の引張強度、１７ｋｇｆ／ｃｍ² の付着強度を有していることが分かる。第２液は、上述のように、第１液と反応させてコンクリート内部に硬化部分を形成することを目的としているため、高い強度を有することが必要とされるが、このように高強度であることが確認された。

また、図４の表から、第３液Ａの引張強度（２６．７ｋｇ／ｃｍ² ）が、上述の第１液Ａ、第１液Ｂ、及び第２液Ａと比較して、引張強度がかなり小さい（２６．７ｋｇ／ｃｍ² ）が、第３液は、上述のように、増厚を主目的としているため、低強度であっても、特段支障はない。

図４に示される試験結果において、引張強度及び破断伸びは、１００μｍの塗膜厚に対応するものである。

本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

例えば、以上の実施の形態において、コンクリート構造物に対して第１液、第２液、第３液が塗布されているが、塗布する代わりに噴霧してもよい。

本発明の好ましい実施の形態に係るコンクリート構造物の補修方法の一連の工程を模式的に示した図である。高分子量アクリレートに関する実験結果を示したものである。変性ポリウレタン樹脂に関する実験結果を示したものである。第１液等に関する実験結果を示したものである。

Claims

コンクリート構造物の補修方法であって、
補修しようとするコンクリート構造物の表面に、カチオン性アクリルシリコン樹脂エマルジョン、変性シリカ、高分子量アクリレート、又は、変性ポリウレタン樹脂と有機ポリイソシアネートの混合物のいずれかを主成分とする第１液を１回又は複数回塗布又は噴霧する工程を含むことを特徴とする方法。
前記第１液を塗布又は噴霧したコンクリート構造物の表面に、合成樹脂エマルジョンと着色・体質顔料の混合物、又は、高分子量アクリレートのいずれかを主成分とする第２液を１回又は複数回塗布又は噴霧する工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記第２液を塗布又は噴霧したコンクリート構造物の表面に、アクリルポールと変成ポリウレタン樹脂、又は、前記第１液又は前記第２液にフィラーを混合することによって得られる第３液を１回又は複数回塗布又は噴霧する工程を更に含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記第１液を塗布又は噴霧したコンクリート構造物の表面に、前記第１液にフィラーを混合することによって得られ、或いは、合成樹脂エマルジョンと着色・体質顔料の混合物、又は、高分子量アクリレートのいずれかを主成分とする第２液にフィラーを混合することによって得られる第３液を１回又は複数回塗布又は噴霧する工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。