JP2008156194A - コンクリート構造物断面欠損の修復材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セメントと、細骨材と、沸点が30〜100℃の水溶性有機溶剤と、粘稠化材とを含有し、20℃での粘度が500Pa・sを超え3000Pa・s以下であることを特徴とするコンクリート構造物断面欠損の修復材。
【選択図】なし
Description
このような部分的で小規模な断面の欠損の修復方法としては、従来、セメントモルタルやポリマーセメントモルタルなどが一般的に使用されている。これらの材料は、セメント、骨材及び各種混和材・混和剤などを現場で調合したり、予め水以外の粉体を既調合したプレミックスモルタルが使用されたりしている。
すなわち、本発明は、
(1)セメントと、細骨材と、沸点が30〜100℃の水溶性有機溶剤と、粘稠化材とを含有し、20℃での粘度が500Pa・sを超え3000Pa・s以下であることを特徴とするコンクリート構造物断面欠損の修復材;
(2)セメント100質量部、細骨材を20〜500質量部、沸点が30〜100℃の水溶性有機溶剤をセメント及び細骨材の合計量に対し15〜40質量%、および粘稠化材を含有する上記(1)のコンクリート構造物断面欠損の修復材;
(3)清浄化した修復対象部に、上記(1)又は(2)の修復材を充填し、水を噴霧することを特徴とするコンクリート構造物断面欠損の修復工法;
を提供するものである。
本発明においては、水溶性有機溶剤の存在によりセメントの水和が遅れるため、超速硬セメントの使用が好ましく、JIS R5201に準じて測定された硬化時間(終結時間)が1分〜60分程度の超速硬セメントであることが好ましい。また、硬化時間を調整するために、セメントの水和を早くする炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウム、炭酸水素ナトリウム、硫酸リチウム、トリエタノールアミン及びギ酸カルシウムなどの硬化促進剤を併用することが好ましい。
また、本発明で使用される細骨材の最大粒径は6mm以下で、該細骨材の平均粒径が0.3mm〜2.5mmのものが好ましい。
その配合割合は、上記セメント100質量部に対して20〜500質量部であることが好ましく、より好ましくは40〜300質量部、特に好ましくは、60〜150質量部とすることが望ましい。かかる配合比で細骨材を混合することより、更に、作業性が良く、実用的な強度発現性を有し、実用上問題のない硬化収縮を有する補修材料となる。
かかる水溶性有機溶剤としては、メタノール、エタノールなど低級アルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどケトン類、酢酸エチルなどエステル類等が挙げられ、人体への影響などの点からエタノールが最も好ましく用いられる。
その配合割合は、セメント及び細骨材の合計量に対し15〜40質量%であることが好ましく、より好ましくは15〜30質量%、特に好ましくは、15〜25質量%とすることが望ましい。
水溶性有機溶剤量は、少なすぎるとゲル性状にできても粘性が高すぎて充填性、作業性が悪くなり、多すぎると粘性が低下しすぎて充填してもダレが生じ充填しても隙間が生じ、また、噴霧水との置き換わりに時間を要してセメントの水和反応(硬化反応)が遅くなる。
本発明に好適に用いられる粘稠化材として次のようなものを挙げることができる。
メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等、水溶性有機溶剤にも可溶のセルロース系水溶性高分子などの有機増粘剤;スメクタイト等、水溶性有機溶剤に分散可能な粘土鉱物などの無機増粘剤;炭酸カルシウム、ケイ酸質微粉末等、セメントスラリー分離防止能を有する無機微粉体などを用いることができる。これらのうち、増粘作用が大きいセルロース系水溶性高分子などの有機増粘剤は必ず用いられ、無機増粘剤、無機微粉体など他の粘稠化材をも併用することが好ましい。
また、主増粘剤である有機増粘剤は、2%濃度水溶液の20℃粘度が1000〜4000mPa・s程度の比較的高分子量のセルロース系水溶性高分子を使用するのが好ましい。
有機増粘剤であるセルロース系水溶性高分子は、通常、セメントと砂の合計100質量部に対し、0.1〜5質量部の範囲で配合される。また、無機増粘剤、無機微粉体を併用する場合は、セメントと砂の合計100質量部に対し、有機増粘剤0.1〜5.0質量部に加え、無機増粘剤0.2〜3.0質量部、無機微粉体1.0〜20.0質量部の範囲で添加するのが好ましい。
かかる粘度は、粘稠化材の量を加減して粘度調整することができ、あるいは水溶性有機溶剤の量を加減して粘度調整することもできる。
これら再乳化型粉末樹脂は、ゲル状修復材塗布後の噴霧水によって再乳化され、コンクリート構造物断面欠損への接着性、付着性を上げる効果がある。耐水性等の耐久性がすぐれるために、アクリル系の再乳化型粉末樹脂の使用が特に好ましい。
再乳化形粉末樹脂の再乳化液は、最低造膜温度が0℃以上であることが望ましい。最低造膜温度が0℃以上であることにより、コンクリートとの付着性がよく、また修復材の表面硬度が硬くなり、早期強度発現性に優れることとなる。
再乳化形粉末樹脂の配合量としては、セメントと細骨材の合計100質量部に対し、0.1〜5質量部が好ましい。
さらに、コンクリート構造物の修復対象部との色調整をする目的で、白色や黒色等の顔料を添加することができる。
それは、清浄化した修復対象部に、上記したゲル状修復材を充填し、水を噴霧するものである。
修復対象部であるコンクリート構造物断面欠損部をエアー又は水により、また場合によってはワイヤーブラシ等を用いて、浮き、脆弱部、ほこり等を除去して表面を清浄化して後、本発明のゲル状修復材をコテやヘラなどを使って充填する。その後、修復部を霧吹きにより水を噴霧する。噴霧水と沸点が30〜100℃の水溶性有機溶剤が混ざって置き換わってゆき、有機溶剤は蒸発して、セメントと水との水和反応が起こり、硬化が進行して強度発現する。結果、コンクリート構造物断面欠損が修復される。
実施例1〜5及び比較例1、2
(1)ゲル状修復材の製造
[使用材料]
セメント:ライオンシスイ105(住友大阪セメント株式会社製)
細骨材:珪砂6号、7号、8号を同質量混合(土岐砿業株式会社製)
有機溶剤:試薬エタノール95.5%(関東化学株式会社製)
再乳化形粉末樹脂:モビリスパウダーDM2072P(ニチゴーモビニール株式会社製)
水溶性セルロース:ヒドロキシプロピルセルロースHPC−H(日本曹達株式会社製)
スメクタイト:ヘクトライトBENTONE CT(エレメンティスジャパン株式会社製)
炭酸カルシウム:LP200(近江鉱業株式会社製)
温度20℃、湿度60%に制御した室内で、上記材料を表1に示す所定量(単位:質量部)を計量した混合機(千代田技研工業株式会社製;オムニミキサOMN−15、容量15リットル)中に入れ、5分間混合してゲル状修復材を得た。
上記のようにゲル状修復材を製造し、その粘度の測定、材料分離の評価を、5、10、20、30℃の各温度の恒温槽を用いて下記のように行なった。
[粘度の測定]
500ccのビーカーにゲル状修復材試料を500cc入れ、所定温度に1日静置後、TV−10型粘度計(東機産業株式会社製;TVB−10M)を用い、ロータNo.7を使用し2.5rpm又は1.0rpmで測定した。
結果を第1表に示した。
[材料分離の評価]
透明ガラス製の高さ100mm・φ30mmの円筒容器に入れて各温度の恒温槽中に7日静置し、有機溶剤が上部に分離して浮いてくるかどうかにより評価した。
結果を第1表に示した。
○:分離なし
△:わずかに分離あり
×:分離あり
なお、コンクリート欠損部(モデル)は、次のように作製した。
超早強セメント100重量部と、珪砂3号:5号を質量比で1:1の混合珪砂200重量部と、水60重量部と減水材1重量部の割合で、ハンドミキサーで混練し、そのモルタルを200×200×10mmの型枠に打設し、打設後にビニール(ラップ)で覆い、約10ヶ所においてビニール上面より注射器でモルタルとビニールの境目に空気を挿入し、それぞれ直径約10mm深さ3〜5mmの模擬的な欠損部を作製し、モルタルを硬化させた。モルタルの作製は温度20℃湿度85%RHに調整した室内で行い、モルタルは3時間後に脱型し、1日養生をおこなった。
ゲル状修復材試料をコンクリート欠損部(モデル)にコテ・ヘラを使って充填した。その充填性を下記の基準で評価し、結果を第1表に示した。
○:垂直面・上面もダレが発生せず、欠損部へ隙間なく充填できた。
△:低粘度であり、垂直面はダレが発生しないが、上面ではダレが発生;又は高粘度のため欠損部へ隙間なく充填することが難しかった。
×:低粘度すぎて垂直面でもダレが発生;又は高粘度すぎて欠損部へ充填することが困難であった。
ゲル状修復材試料をコンクリート欠損部(モデル)にコテ・ヘラを使って充填した際の作業性を下記の基準で評価し、結果を第1表に示した。
○:コテやヘラ離れがよく、充填作業性が良好であった。
△:コテ・ヘラ離れがあまりよくなく、充填作業性が良好とはいえなかった。
×:コテ・ヘラ離れが悪く、充填作業性が不良であった。
ゲル状修復材試料をコンクリート欠損部(モデル)にコテ・ヘラを使って充填した後の硬化状況を下記の基準で評価し、結果を第1表に示した。
○:1cm厚に充填後12時間以内に硬化する。
△:1cm厚に充填後12〜24時間以内に硬化する。
×:1cm厚に充填後24時間以内に硬化しない。
曲げ強度と圧縮強度は、それぞれ10mm×10mm×40mmと10mm×10mm×10mmの型枠中にゲル状修復材試料を充填し、水を噴霧して硬化させ、材齢3日において島津製作所株式会社製「オートグラフAG−G 50kN」を使用して測定した。
結果を第1表に示した。
基板に40×40×10の型を置きヘラを用いて塗り込むようにゲル状修復材試料を充填し、水を噴霧して硬化させ供試体を作製し、JIS A 1171「ポリマーセメントモルタルの試験方法 7.3 接着強さ試験」に従い、材齢7日において丸菱科学機械製作所製「接着剥離試験機BA−800D」を使用して付着強度を測定した。
実施例1〜5すべての付着強度は1.5N/mm2以上であった。
さらにこれら本発明の修復材は、5〜30℃における粘度の変化及び材料分離のデータからみて、ほぼ1年を通じて使用可能であることが知られる。
Claims (3)
- セメントと、細骨材と、沸点が30〜100℃の水溶性有機溶剤と、粘稠化材とを含有し、20℃での粘度が500Pa・sを超え3000Pa・s以下であることを特徴とするコンクリート構造物断面欠損の修復材。
- セメント100質量部、細骨材を20〜500質量部、沸点が30〜100℃の水溶性有機溶剤をセメント及び細骨材の合計量に対し15〜40質量%、および粘稠化材を含有する請求項1に記載のコンクリート構造物断面欠損の修復材。
- 清浄化した修復対象部に、請求項1又は2に記載の修復材を充填し、水を噴霧することを特徴とするコンクリート構造物断面欠損の修復工法。
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