JP2009019354A

JP2009019354A - コンクリート構造物の補修・補強剤及びこれを用いた補修・補強方法

Info

Publication number: JP2009019354A
Application number: JP2007180965A
Authority: JP
Inventors: Koji Toyoda; 紘治豊田
Original assignee: Chiyoda Toryo Kogyo Kk; SHIKUSON KK
Current assignee: Chiyoda Toryo Kogyo Kk; SHIKUSON KK
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2007-07-10
Publication date: 2009-01-29

Abstract

【課題】従来の注入剤や弾性系塗料等と同等若しくはそれ以上の付着強度を保有しながら、所定の弾性（伸び）を兼ね備えた新規なコンクリート構造物の補修・補強剤を提供する。
【解決手段】セメント：４５〜４０重量％、珪砂：５０〜５５重量％、粘度調整剤：０．１〜０．５重量％、残部が添加剤である粉剤と、アクリル・スチレン樹脂：４０〜５０重量％、水：６０〜５０重量％である混和剤を、１：１の混合比で混合した。
【選択図】なし

Description

本発明は、コンクリート構造物の補修や補強などに用いる新規な組成物と、これを用いたコンクリート構造物の補修・補強方法に関する。

近年、高速道路や鉄道等の高欄壁、農業用等の水路を構成する壁体、鉄塔基礎の根巻き部、その他の各種コンクリート構造物において、経時等によるクラックの発生、目地の腐食等といった劣化現象が社会問題になっている（例えば図５、図６参照）。
従来、この種劣化には、例えば特許文献１、２などに開示されたエポキシ樹脂系の注入剤や弾性系塗料等を用いて補修、補強などが行われている。

特開昭６２−２９７３７９号公報特開平１１−２９３９２９号公報

しかしながら、従来用いられている注入剤や弾性系塗料等は、固着・乾燥後の弾性（伸び）に問題があり、特に、高速道路や鉄道等の高欄壁のように、常に振動が伴うコンクリート構造物に用いた場合、固着・乾燥後に破断が生じる等の問題を残していた。

本発明はこのような従来事情に鑑みて成されたもので、その目的とする処は、従来の注入剤や弾性系塗料等と同等若しくはそれ以上の付着強度を保有しながら、所定の弾性（伸び）を兼ね備えた新規な組成物を提供することにある。

以上の目的を達成するために、本発明に係るコンクリート構造物の補修・補強剤は、粉剤と混和剤を混合してなり、
前記粉剤は実質的にセメント、珪砂及び粘度調整剤からなり、前記混和剤はアクリル・スチレン樹脂（アクリロニトリル・スチレン樹脂）と水からなることを特徴とする。

前記粉剤の具体的な配合割合は、セメント：４５〜４０重量％、珪砂：５０〜５５重量％、粘度調整剤：０．１〜０．５重量％、残部が添加剤であることが好ましい。
セメントの割合が４５重量％を超えると塗膜性能に脆さが出るため好ましくなく、また、４０重量％未満だと塗膜性能の抗張力（伸びに対する機械的強度）が低下するため好ましくない。
珪砂の割合が５０重量％未満だと強度（圧縮力）不足が出るため好ましくなく、また、５５重量％を超えると強度的に脆さ（伸びない、付着性不足など）が出るため好ましくない。
粘度調整剤の割合が０．１重量％未満だと所望の粘度調整効果が得られなくなる為好ましくなく、また、０．５重量％を超えると付着性能及び作業性に問題が出るため好ましくない。
添加剤としては、例えば、アクリル系添加剤やポリエーテル系添加剤などの、この種分野で通常用いられる添加剤をあげることができる。

前記混和剤の具体的な配合割合は、アクリル・スチレン樹脂：４０〜５０重量％、水：６０〜５０重量％であることが好ましい。
アクリル・スチレン樹脂の割合が４０重量％未満だと付着強度に問題が出るため好ましくなく、また、５０重量％を超えると付着強度と抗張力に問題が出るため好ましくない。
水の割合が６０重量％を超えると塗料の密度が減少して問題がでるため好ましくなく、また、５０重量％未満だと作業性に影響が出るため好ましくない。

前記粉剤と混和剤の混合比は、１：１であることが好ましい。
粉剤の混合比が１未満（混和剤の混合比が１を超える）であると、抗張力が不足するため好ましくなく、粉剤の混合比が１を超える（混和剤の混合比が１未満）であると、付着性能に問題が出るため好ましくない。

本発明に係るコンクリート構造物の補修・補強剤は必要に応じて、補強用の短繊維、例えばアラミド短繊維、カーボン短繊維、ポリプロピレン短繊維、ガラス短繊維などを、本発明の効果を低減しない範囲で含有することができる。

また、本発明に係るコンクリート構造物の補修・補強剤は、被補修・補強物に対し、塗布又は吹付け又は注入等し、固着・乾燥した後の付着強度が１．５〜２．２ N/mm^２であることを特徴とする。
また、本発明に係るコンクリート構造物の補修・補強剤は、前記固着・乾燥後の伸びが２０〜３０ｍｍであることを特徴とする。
このような特性を有することで、振動が伴うコンクリート構造物の補修・補強等に用いたとしても、固着・乾燥後に破断等が生じる虞れが無く、信頼性の高い補修・補強作業を行うことが可能になる。

本発明に係る前記補修・補強剤を用いたコンクリート構造物の補修・補強方法の一例として、コンクリート壁表面を下地処理した後、前記補修・補強剤を該下地処理部分に塗布又は吹付けて補修・補強層を形成する方法をあげることができる。
また、本発明に係る前記補修・補強剤を用いたコンクリート構造物の補修・補強方法の一例として、コンクリート壁表面におけるクラック発生部分を下地処理した後、前記補修・補強剤を該クラック発生部分のクラック内に充填する方法をあげることができる。
ここで、下地処理としては、この種分野で一般的に行われる下地処理工程、例えば、高圧水等による洗浄処理、錆処理剤を用いた鉄筋の錆除去処理、接着安定剤（プライマー等）の塗布、ポリマーモルタルによる補修処理、などをあげることができる。

また、前記補修・補強剤により補修・補強層を形成した後、又は、前記補修・補強剤をクラック内に充填した後に、その上からシリコーンを塗布する等して、表面保護層を形成すると良い。

以上説明したように本発明は、混和剤としてアクリル・スチレン樹脂を含有した新規な配合の補修・補強剤であり、従来の注入剤や弾性系塗料等と同等若しくはそれ以上の付着強度を有すると共に、固着・乾燥後においても優れた弾性、追随性を兼ね備え、各種コンクリート構造物における経時等によるクラックなどの補修、補強等に好適に用いることができる。特に、高速道路や鉄道等の高欄壁等のような、常に振動が伴うコンクリート構造物の補修・補強に極めて好適に用いることができる。さらに、従来の注入剤や弾性系塗料等では不可能であった用途への対応も期待できるなど、多くの効果を有する。

以下、本発明に係るコンクリート構造物の補修・補強剤の実施形態の一例を説明する。
本例の補修・補強剤は、セメント：４５〜４０重量％、珪砂：５０〜５５重量％、粘度調整剤：０．１〜０．５重量％、残部が添加剤である粉剤と、アクリル・スチレン樹脂（アクリロニトリル・スチレン樹脂）：４０〜５０重量％、水：６０〜５０重量％である混和剤とを、所定の混合比、好ましくは１：１の混合比で混合してなる。また、必要に応じて補強用の短繊維、例えばアラミド短繊維を、１００重量％中、０．０５〜０．１重量％の範囲で含有すると良い。

このような構成からなる本例の補修・補強剤は、被補修・補強物に対する固着・乾燥後の付着強度が１．５〜２．２ N/mm^２であることに加え、固着・乾燥後の伸びが２０〜３０ｍｍ程度と、極めて大きな伸び性能を有する。

次に、より具体的な実施例を用いて、前記付着強度と伸びの測定を行った結果について説明する。
用いた補修・補強剤における粉剤の配合を表１に、混和剤の配合を表２にそれぞれ示す。

混合比は、粉剤：混和剤＝１：１の割合とした。このような配合の補修・補強剤からなる試料を用いて、付着強度と伸びを複数回測定したところ、付着強度は１．５〜２．２ N/mm^２の範囲内、伸びは２０〜３０ｍｍの範囲内であった。

詳細な測定方法を以下に記す。
（付着強度の測定）
厚さ２５ｍｍ、縦２４０ｍｍ、横１６０ｍｍのコンクリート板の表面に、前記した配合の補修・補強剤をスプレーで吹付けて乾燥させ、厚さ２ｍｍ、縦４０ｍｍ、横４０ｍｍの塗膜を形成した。この塗膜に対し、（株）丸菱化学機械製作所社製の剥離試験器を用いて剥離試験を行ったところ、１．５〜２．２ N/mm^２で剥離が生じた。

（伸びの測定）
前記配合の補修・補強剤を用い、前記コンクリート板に前記と同様にして、厚さ２ｍｍ、縦１００ｍｍ、横４０ｍｍの塗膜を形成した。この塗膜に対し、TOYOSEIKI 社製のSTROGRAPH-R引張試験器を用いて水平方向への引張試験を行ったところ、２０〜３０ｍｍで破断が生じた。

（比較例）
この種コンクリート構造物の補修・補強に通常用いられる注入剤や弾性系塗料を用いて、前記と同様の試験を行ったところ、固着・乾燥後の付着強度が０．５〜１．０ N/mm^２程度であり、また、固着・乾燥後の伸びが０．１〜０．２ｍｍ程度であった。

以上の結果から、本発明に係る補修・補強剤の優位性を充分に確認することができた。

次に、本発明に係る補修・補強剤を用いたコンクリート構造物の補修・補強方法の例を、図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の補修・補強剤を用いて、コンクリート構造物としての、高速道路や鉄道等の高欄壁（コンクリート壁）の表面補修をする例の斜視図を示す。図中、ａはコンクリート壁全体、１は本発明の補修・補強剤を塗布する前段階の部分、２は本発明の補修・補強剤を塗布した後の部分を表す。

すなわち、補修・補強の手順は、図２に示すように、まず、経時などにより損傷したコンクリート壁の表面を、高圧水洗浄等により下地処理をする（１０１）。
その後、作業者の目視や自動観察装置等を用いて、コンクリート壁表面の欠落やクラックの発生等を検査する調査工程を行い（１０２）、必要に応じて劣化防止剤塗布等の劣化防止処理を行う（１０３）。

次いで、欠落部ありと判断した場合は、錆処理剤を用いた鉄筋の錆除去処理、防錆剤を用いた防錆処理などを必要に応じて行い（１０４）、さらに、欠落部分（断面）を、アラミド繊維入りポリマーモルタルなどで修復する（１０５）。

また、クラックありと判断した場合は、シーリングや周辺カット（Ｕ字状やＶ字状等にカット）などの処理を行い（１０６）、次に、必要に応じて、樹脂やポリマーモルタルなどをクラックに充填する（１０７）。

そして、前記断面修復工程（１０５）、及び／又は、クラック修復充填工程（１０７）を必要に応じ行った後、その表面を、塗料の密着向上の為にプライマーを塗布するプライマー処理工程を必要に応じて行い（１０８）、その上から、本発明に係る補修・補強剤を塗布し、自然乾燥又は強制乾燥により補修・補強層を形成する。
さらにその後、その上からシリコーンを塗布する等して表面保護層を形成しても良い。

図３には、本発明の補修・補強剤を用いて、コンクリート構造物としての、高速道路や鉄道等の高欄壁（コンクリート壁）のクラック補修をした例の拡大断面図を示す。図中、ａはコンクリート壁全体、１は本発明の補修・補強剤を充填する前にクラック３の内面に塗布したプライマー、２は該プライマー処理後にクラック３内に充填した本発明の補修・補強剤を表す。

図４には、本発明の補修・補強剤を用いて、鉄塔基礎の補修・補強をした例の拡大断面図を示す。図中ｂはコンクリート構造物としての鉄塔基礎の根巻き部、ｃは鉄塔、２は本発明の補修・補強剤を表す。

これらの例における処理の手順も図２に示す前述の手順と概ね同様であるため、詳細な説明を省略する。

以上、本発明の実施形態例を説明したが、本発明は前述の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において各種の変更が可能であることは言うまでもない。

本発明の補修・補強剤を用いてコンクリート構造物（コンクリート壁）の表面補修をする実施形態例に係る斜視図。本発明に係る補修・補強剤を用いてコンクリート構造物を補修する手順の一例を示すフローチャート。本発明に係る補修・補強剤を用いてコンクリート構造物（コンクリート壁）のクラック補修をする実施形態例に係る断面図。本発明に係る補修・補強剤を用いてコンクリート構造物（鉄塔基礎の根巻き部）の補修・補強をする実施形態例に係る断面図。農業用等の水路を構成するコンクリート壁の目地の劣化を示す写真。高速道路や鉄道等の高欄壁を構成するコンクリート壁のクラックの発生を示す写真。

符号の説明

１：プライマー処理部
２：補修・補強剤
３：クラック
ａ：コンクリート壁（コンクリート構造物）
ｂ：鉄塔基礎の根巻き部（コンクリート構造物）
ｃ：鉄塔

Claims

粉剤と混和剤を混合してなり、
前記粉剤は実質的にセメント、珪砂及び粘度調整剤からなり、前記混和剤はアクリル・スチレン樹脂（アクリロニトリル・スチレン樹脂）と水からなることを特徴とするコンクリート構造物の補修・補強剤。
前記粉剤の配合割合が、セメント：４５〜４０重量％、珪砂：５０〜５５重量％、粘度調整剤：０．１〜０．５重量％、残部が添加剤であることを特徴とする請求項１記載のコンクリート構造物の補修・補強剤。
前記混和剤の配合割合が、アクリル・スチレン樹脂：４０〜５０重量％、水：６０〜５０重量％であることを特徴とする請求項１または２記載のコンクリート構造物の補修・補強剤。
前記粉剤と混和剤の混合比が１：１であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のコンクリート構造物の補修・補強剤。
補強用短繊維を含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載のコンクリート構造物の補修・補強剤。
被補修・補強物に対する固着・乾燥後の付着強度が１．５〜２．２ N/mm^２であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載のコンクリート構造物の補修・補強剤。
被補修・補強物に対する固着・乾燥後の伸びが２０〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載のコンクリート構造物の補修・補強剤。
請求項１〜７のいずれか記載の補修・補強剤を用いたコンクリート構造物の補修・補強方法であって、コンクリート壁表面を下地処理した後、前記補修・補強剤を該下地処理部分に塗布又は吹付けて補修・補強層を形成することを特徴とするコンクリート構造物の補修・補強方法。
請求項１〜７のいずれか記載の補修・補強剤を用いたコンクリート構造物の補修・補強方法であって、コンクリート壁表面におけるクラック発生部分を下地処理した後、前記補修・補強剤を該クラック発生部分のクラック内に充填することを特徴とするコンクリート構造物の補修・補強方法。
前記補修・補強剤により形成された補修・補強層の表面に、又は、前記補修・補強剤をクラック内に充填した箇所の表面に、シリコーンを塗布して表面保護層を形成することを特徴とする請求項８または９記載のコンクリート構造物の補修・補強方法。