JP2009096814A

JP2009096814A - 接着剤組成物及びコンクリート打ち継ぎ方法

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Publication number: JP2009096814A
Application number: JP2007266539A
Authority: JP
Inventors: Fumio Asakawa; 文男浅川
Original assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Current assignee: Aica Kogyo Co Ltd
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2009-05-07
Anticipated expiration: 2027-10-12
Also published as: JP4840875B2

Abstract

【課題】塗布作業性が良く、新たに打設するコンクリート又はモルタルのセメント分の水和を阻害することがなく、既設コンクリート下地が湿潤状態にあっても十分な付着強度と良好な破壊状況となる接着材組成物を提供する。
【解決手段】既設コンクリート又はモルタル等下地に新たなコンクリート又はモルタルを打ち継ぐ際に打ち継ぎ面に塗付する接着剤組成物であって、エポキシ樹脂と水分散性ポリアミンエポキシアダクトと水硬性セメントからなることを特徴とする接着剤組成物、及び当該接着剤組成物を既設コンクリート又はモルタルの打ち継ぎ面に塗付し、当該接着剤組成物に接して新しくコンクリート又はモルタルを打設することを特徴とするコンクリート打ち継ぎ方法である。
【選択図】なし

Description

本発明は、既設のコンクリート又はモルタル等下地に新たなコンクリート又はモルタルを打ち継ぐ際に打ち継ぎ面に塗付する接着剤組成物に関し、詳しくはローラー刷毛や吹き付けによって打ち継ぎ面に容易に塗付可能な低粘度で作業性が良好な接着剤組成物及びこれによるコンクリート打ち継ぎ方法に関するものである。

従来、既設コンクリート又はモルタル等下地に新たなコンクリート又はモルタルを打ち継ぐ際には、打ち継ぎ面のレイタンス層やセメントペースト層などの脆弱層をサンディング等によって除去した後、水湿しをして新たなコンクリート又はモルタルを打設している。しかし、水湿しの量の管理が難しく、また既設コンクリート又はモルタル等下地の吸水状態は均一でないため、部分的に水湿しの量が不足し、当該部分では新たなコンクリートが打設された際、その水分が既設コンクリート又はモルタル等下地側に吸い込まれることになる。このため、新たなコンクリート側の打設界面部分の水量が不足し、当該部分のセメントの水和が不十分となって強度が低下するという課題があった。

これに対して、分散質としてアクリル酸エステル系単量体単位、メタアクリル酸エステル系単量体単位、スチレン系単量体単位及びジエン系単量体単位の中から選ばれた少なくとも一種の単量体単位からなる単独重合体又は共重合体を含有し、かつ分散剤として末端にメルカプト基を有するポリビニルアルコール系重合体を含有する水性エマルジョンからなるセメントモルタル用打ち継ぎ材を打ち継ぎ面に塗布し、皮膜の高い耐アルカリ性によって新たに打設されるコンクリートの水分の既設コンクリート側への移行を抑制し、新たなコンクリートの接着力を著しく向上させることが開示されている（特許文献１）。

また、エポキシ樹脂と、ポリアミン系硬化剤とを含有し、またはエポキシ樹脂と、ポリアミン系硬化剤と、ポリサルファイドポリマーと、３級アミン化合物とを含有し、ポリアミン系硬化剤をエポキシ樹脂１当量に対し、０．１〜０．６当量配合したプライマー組成物により、湿潤した既設コンクリートにも打ち継ぎ可能なプライマー組成物及びコンクリートの打ち継ぎ方法が開示されている（特許文献２、特許文献３）。

また、硬化コンクリートに新たなコンクリートを打ち継ぐ場合において、硬化コンクリートの打ち継ぎ面にポリマーセメント、ポリマーセメントモルタルあるいはポリマーセメントコンクリートを厚さ３〜１０ｃｍ打設し、このポリマーセメントに接して新たなコンクリートを打設することにより、打ち継ぎ部のクラック発生を抑制するコンクリートの打ち継ぎ方法と当該打ち継ぎ部を有するコンクリート硬化体が開示されている（特許文献４）。

さらには、既設の硬化体と、当該硬化体に打ち継がれる透水性コンクリートの間に介在させて用いるためのペースト又はモルタルであって、セメント又はセメントを含む粉体混合物１００重量部と、細骨材０〜３００重量部と、ポリマー０．５〜２０重量部と、ペーストまたはモルタルのＪロートの流下時間が３〜１５秒となるように配合される水とを含むことを特徴とする透水コンクリート打ち継ぎ用ペースト又はモルタルを、打ち継ぎ面に２ｍｍ〜４０ｍｍ、好ましくは３ｍｍ〜３０ｍｍ厚みに塗布することによって既設コンクリートに透水性コンクリートを打ち継ぐことが開示されている（特許文献５）。
特開平６−１８４４８９号公報特開２０００−２７３３５４号公報特開２０００−３４５１０１号公報特開２００３−１０５９７２号公報特開２００１−２６１４１２号公報

特許文献１では、既設コンクリート表面が乾燥している場合は水性エマルジョンの水分が既設コンクリート表面に含浸して皮膜を形成するが、既設コンクリート表面が湿潤している場合は塗付された水性エマルジョンの造膜が十分に行われず、その状態で新たなコンクリートが打設されると、造膜が不十分な部分が脆弱層となり、打ち継ぎ部における新旧コンクリートの接着性が低下する場合がある。

特許文献２及び３ではポリアミン系硬化剤によってはコンクリートの水和を阻害する場合があり、その場合新たに打設されるコンクリートの打ち継ぎ界面でセメントが未水和となって上記同様に打ち継ぎ部の接着性が低下する場合がある。また、下地表面に水溜りが生じていて、当該水溜りをウェスで除去した直後のような過度の湿潤状態では、打ち継ぎ部の接着性が不十分となっていた。

特許文献４では、ポリマーセメントを既設コンクリートに３ｃｍ以上、特許文献５では少なくとも２ｍｍ以上打設または塗布するとして、ポリマーセメントの比重が２．０程度の場合、ｍ^２塗付量としては２ｍｍ厚のときは約４ｋｇ／ｍ^２、３ｃｍ厚みでは６０ｋｇ／ｍ^２塗付する必要があり、大面積のコンクリートの打ち継ぎでは、打ち継ぎ現場において多量の打ち継ぎ材を準備する必要があり、作業の負担が過重でコスト高となっていた。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、新たに打設するコンクリートのセメントの水和を阻害することが無く、また既設コンクリート又はモルタル等下地の打継ぎ面に水溜りが生じていて、当該水溜りをウェスで除去した直後のような過度に湿潤している場合であっても打ち継ぎ部の接着性が十分にあり、さらには打ち継ぎ面への塗付量が従来と比較して格段に少なく打ち継ぎ面への塗付作業性が良好な接着剤組成物及びコンクリート打ち継ぎ方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、既設コンクリート又はモルタル下地に新たなコンクリート又はモルタルを打ち継ぐ際に打ち継ぎ面に塗付する接着剤組成物であって、エポキシ樹脂と水分散性ポリアミンエポキシアダクトと水硬性セメントからなることを特徴とする接着剤組成物であり、新たなコンクリートまたはモルタルの水和を阻害することが無く、既設コンクリート又はモルタル等下地の打ち継ぎ面が湿潤していても打ち継ぎ部の接着強度が高く、打ち継ぎ面への塗付量が従来と比較して格段に少なく、打ち継ぎ面への塗布作業性が良好な接着剤組成物を提供する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の接着剤組成物に於いて、水分散性ポリアミンエポキシアダクトが、（A）ポリアミンに、ポリアミンの第一アミノ基の１０〜５０％と反応する量のモノエポキシドと、ポリアミンの残留第一アミノ基の５〜６５％と反応する量のポリエポキシドとの混合物を添加反応させて形成した、水相溶性のポリアミン‐エポキシアダクト０．２５〜４重量部および（B）第一アミノ基を有するポリアミンとモノエポキシド又はポリエポキシドとの反応によって得られた樹脂相溶性のポリアミン‐エポキシアダクト１重量部とからなり、ポリアミンの残留アミノ基の少なくとも２５％がホルムアルデヒドと反応し、ポリアミンは引き続いて酸との反応によって少なくとも部分的に中和されている前記水相溶性のポリアミン‐エポキシアダクトと前記樹脂相溶性ポリアミン‐エポキシアダクトとの混合物であることを特徴とする接着剤組成物であり、新たなコンクリートまたはモルタルの水和を阻害することが無く、既設コンクリート又はモルタル等下地の打ち継ぎ面が湿潤していても打ち継ぎ部の接着強度が高く、打ち継ぎ面への塗付量が従来と比較して少なく作業性が良好な接着剤組成物を提供する。

請求項３記載の発明は、既設コンクリート又はモルタル下地に新たなコンクリート又はモルタルを打ち継ぐにあたって、請求項１又は請求項２記載の接着剤組成物を既設コンクリート又はモルタルの打ち継ぎ面に塗付し、当該接着剤組成物に接して新しくコンクリート又はモルタルを打設することを特徴とするコンクリート打ち継ぎ方法であり、既設コンクリート又はモルタル等下地の打ち継ぎ面が湿潤していても打ち継ぎ部の接着強度が高く、打ち継ぎ面への塗付量が従来と比較して少なく、打ち継ぎ面への塗付作業性が良好なコンクリート打ち継ぎ方法を提供する。

本発明の接着剤組成物は、既設コンクリート又はモルタル等下地に新たなコンクリート又はモルタルを打ち継ぐ際に打ち継ぎ面に塗付する接着剤組成物であって、エポキシ樹脂と水分散性ポリアミンエポキシアダクトと水硬性セメントからなることを特徴とする接着剤組成物であって、水分散性ポリアミンエポキシアダクトが（A）ポリアミンに、ポリアミンの第一アミノ基の１０〜５０％と反応する量のモノエポキシドと、ポリアミンの残留第一アミノ基の５〜６５％と反応する量のポリエポキシドとの混合物を添加反応させて形成した、水相溶性のポリアミン‐エポキシアダクト０．２５〜４重量部および（B）第一アミノ基を有するポリアミンとモノエポキシド又はポリエポキシドとの反応によって得られた樹脂相溶性のポリアミン‐エポキシアダクト１重量部とからなり、ポリアミンの残留アミノ基の少なくとも２５％がホルムアルデヒドと反応し、ポリアミンは引き続いて酸との反応によって少なくとも部分的に中和されている前記水相溶性のポリアミン‐エポキシアダクトと前記樹脂相溶性ポリアミン‐エポキシアダクトとの混合物であることにより、新たに打設するコンクリートまたはモルタルのセメント分の水和を阻害することが無いという効果がある。

また、既設コンクリート又はモルタル等下地の打ち継ぎ面に水溜りが生じていて、当該水溜りをウェスで除去した直後のような過度に湿潤した状態であっても、打ち継ぎ部の接着強度が高く、さらには打ち継ぎ面への塗付量が従来と比較して格段に少なくてすみ、通常は０．２kg／ｍ^２〜１．０ｋｇ／ｍ^２、好ましくは０．３ｋｇ〜０．７ｋｇ／ｍ^２をローラー刷毛で塗布し、または吹き付け塗付することが可能で打ち継ぎ面への塗付作業性が極めて良好であるという効果がある。従って大面積の既設コンクリート又はモルタル等下地を打ち継ぐ際には有効な接着剤組成物及びコンクリート打ち継ぎ方法であり、その効果は大きい。

本発明の接着剤組成物は、既設コンクリート又はモルタル等下地に新たなコンクリート又はモルタルを打ち継ぐ際に打ち継ぎ面に塗付する接着剤組成物であり、液状エポキシ樹脂と水分散性ポリアミン−エポキシアダクトである水系硬化剤を混合することにより強制的に乳化させたポリマーディスパーションと、水硬性セメントを混合したものである。

本発明のエポキシ樹脂は、液状であり、常温硬化するものであればよく、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、複素環式エポキシ樹脂、ジアリールスルホン型エポキシ樹脂、ヒドロキノン型エポキシ樹脂およびそれらの変性物などを単独あるいは併せて用いてもよく、また、希釈剤を用いて液状化してもよい。最も多く配合するエポキシ樹脂の軟化点は、３５℃以下が好ましい。このような液状エポキシ樹脂としては、液状ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂が、汎用性、コスト等で好ましい。

また本発明の水分散性ポリアミンエポキシアダクトである水系硬化剤は、前記エポキシ樹脂と混合し、また水分を良好に分散させることができるものであればよく、当該水分散性ポリアミンエポキシアダクトは、（A）ポリアミンに、ポリアミンの第一アミノ基の１０〜５０％と反応する量のモノエポキシドと、ポリアミンの残留第一アミノ基の５〜６５％と反応する量のポリエポキシドとの混合物を添加反応させて形成した、水相溶性のポリアミン‐エポキシアダクト０．２５〜４重量部および（B）第一アミノ基を有するポリアミンとモノエポキシド又はポリエポキシドとの反応によって得られた樹脂相溶性のポリアミン‐エポキシアダクト１重量部とからなり、ポリアミンの残留アミノ基の少なくとも２５％がホルムアルデヒドと反応し、ポリアミンは引き続いて酸との反応によって少なくとも部分的に中和されている前記水相溶性のポリアミン‐エポキシアダクトと前記樹脂相溶性ポリアミン‐エポキシアダクトとの混合物であって、特許２６６１６７８号公報に記載されているものである。これに該当する水分散性ポリアミンエポキシアダクトには、ジョリシールＪＢＸ−１４０Ｂ（アイカ工業（株）製エポキシ樹脂硬化剤、活性水素当量３８０、固形分３３％水溶液、粘度９０ｍＰａｓ／23℃、商品名）がある。

水硬性成分はセメントであり、セメントとしては水硬性であれば特に限定されることはなく、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメント等の各種ポルトランドセメントや高炉セメント、シリカセメント、フライアッシュセメント等の混合セメントや、アルミン酸石灰質セメント、ケイ酸アルミン酸石灰質セメント、リン酸セメント等が使用できる。特に白セメントすなわち白色ポルトランドセメントは、流動性が良い点で好ましい。当該水硬性セメントの配合量はエポキシ樹脂100重量部に対して好ましくは５０重量部から２５０重量部を配合することで本発明の効果が顕著であるが、50重量部未満２５０重量部超であっても塗付作業性に支障がなく、打ち継ぎ部の接着が良好であればその範囲で配合量を調整することが出来る。

配合物の混合形態として、エポキシ樹脂、水分散性ポリアミンエポキシアダクト、水、水硬性セメントが主たる配合物であるが、２液、１粉体とするのが使用に際して好ましい。すなわち、エポキシ樹脂、水分散性ポリアミンエポキシアダクトと水、及び水硬性セメントとするのが、混合・分散不十分、特性の失活、計量ミス・誤差を防ぐには好ましいが、別個に配合しても構わない。

本発明の接着剤組成物はコンクリート打ち継ぎ面に０．２／ｍ^２〜１．０ｋｇ／ｍ^２塗付できるが、０．３ｋｇ／ｍ^２〜０．７ｋｇ／ｍ^２が打ち継ぎ面に均一に塗布できる点で適当である。０．２ｋｇ未満／ｍ^２では下地上に均一に塗付することが難しくなり、１．０ｋｇ超／ｍ^２ではローラー刷毛や吹付けで塗布することが難しくなる。

以下、実施例及び比較例にて詳細に説明する。

攪拌機にジョリシールＪＢＸ−１４０Ａ（アイカ工業（株）製エポキシ樹脂、エポキシ当量１８０、固形分１００％、粘度１３００ｍＰａｓ／23℃、商品名）１００重量部とジョリシールＪＢＸ−１４０Ｂ（アイカ工業（株）製水分散性ポリアミンエポキシアダクト、活性水素当量３８０、固形分３３％水溶液、粘度９０ｍＰａｓ／23℃、商品名）２００重量部を入れ、普通ポルトランドセメント１５０重量部を配合した接着剤組成物を調製し、実施例１とした。

比較例１
実施例１に換えてアクリルエマルション（ウルトラゾールＣＭＸ−２４３、ガンツ化成株式会社製、商品名：アクリル酸エステル共重合体エマルション、固形分４５%、ＰＨ５．０、粘度２０ｍＰａｓ／25℃）を水で希釈して固形分１０％に調整した）を、比較例１とした。

比較例２
実施例１の普通ポルトランドセメントの配合量を０重量部とし、エポキシ樹脂であるジョリシールＪＢＸ−１４０Ａと水分散性ポリアミンエポキシアダクトであるジョリシールＪＢＸ−１４０Ｂの混合物のみとして、比較例２とした。

比較例３
実施例１に換えてエポキシ樹脂（ジョリシールJB−８Ａ、アイカ工業株式会社製、商品名：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂５２．５％、）４００重量部とポリアミン系硬化剤（ジョリシールＪＢ−８Ｂ、アイカ工業株式会社製、商品名：変性脂肪族ポリアミン１００％（内メタキシリレンジアミン４％、ポリチオール２０％））１００重量部を撹拌機に入れて混合し（混合物粘度５Ｐａｓ／２０℃、硬化物比重１．３）、比較例３とした。

表１に実施例及び比較例の結果を示す。

試験条件

既存コンクリート下地：JISA５３７１付属書２普通平板呼び３００の規定に適合する３００×３００×６０ｍｍのコンクリート平板表面を高圧水洗して表面の脆弱部を除去して既存コンクリート下地とした。

養生温度と表面状態：養生温度は５℃と２０℃とし、上記普通平板の表面状態はケット水分計HI520にてコンクリートレンジで測定した値が５．０％以下になるように調整した表面状態を乾燥面とした。湿潤面は上記普通平板を７日間水中に浸漬した後、水中から取り出し、表面に浮き留まっている水をウェスで拭いた直後の状態とし、実施例及び比較例１〜３の接着剤組成物を塗付し所定時間後に下記セメントモルタルを塗付した後、コンクリート平板をその表面から１０ｍｍ以下の部分まで２８日間水中に浸漬した。

打設時間：実施例及び比較例１〜３の接着剤組成物を塗付し、各温度で３０分後と２時間を打設時間とし、当該時間を経過した後、市販コンクリート補修用モルタル（タフエース＃１０：タフエースエマルション＝２０：３．５（重量比）、ライオン株式会社製、商品名）を厚さ１０mmに金鏝にて塗付した。

養生日数：上記モルタルを塗付した後、２８日間養生した。

評価方法

付着強度：付着性の評価は建研式付着力試験器を用いて付着強度と破壊状況を評価した。付着強度は上記モルタルを２８日間養生した後、その表面をサンドペーパー＃８０にて十分に研磨し、４０×４０ｍｍの鋼製ジグをエポキシ系接着剤にて接着する。接着剤が硬化後ダイヤモンドカッターにて鋼製ジグの周囲に普通平板に達する切込みを入れ建研式付着力試験器にて付着強度を測定した。付着強度は３．０MPa以上を○、２．０MPa以上３．０MPa未満を△、２．０MPa未満を×とした。

破壊状況：上記建研式付着力試験器での付着強度測定後の鋼製ジグに付着したコンクリート片の状態を目視にて評価し、普通平板の破壊片が５０％以上鋼製ジグ側に付着しているものを、既存コンクリートの凝集破壊として○とし、５０％未満または普通平板とモルタルとの界面での破壊を×とした。

付着性試験結果のまとめ：実施例の接着剤組成物では５℃及び２０℃の乾燥面及び湿潤面のすべてで付着強度は３．０MPa以上有し、破壊状況は５０％以上の普通平板の凝集破壊であったのに対し、比較例１では△又は×評価となり、比較例２及び比較例３では湿潤面での付着性の評価が△又は×であった。

Claims

既設コンクリート又はモルタル下地に新たなコンクリート又はモルタルを打ち継ぐ際に打ち継ぎ面に塗付する接着剤組成物であって、エポキシ樹脂と水分散性ポリアミンエポキシアダクトと水硬性セメントからなることを特徴とする接着剤組成物
前記水分散性ポリアミンエポキシアダクトが、（A）ポリアミンに、ポリアミンの第一アミノ基の１０〜５０％と反応する量のモノエポキシドと、ポリアミンの残留第一アミノ基の５〜６５％と反応する量のポリエポキシドとの混合物を添加反応させて形成した、水相溶性のポリアミン‐エポキシアダクト０．２５〜４重量部および（B）第一アミノ基を有するポリアミンとモノエポキシド又はポリエポキシドとの反応によって得られた樹脂相溶性のポリアミン‐エポキシアダクト１重量部とからなり、ポリアミンの残留アミノ基の少なくとも２５％がホルムアルデヒドと反応し、ポリアミンは引き続いて酸との反応によって少なくとも部分的に中和されている前記水相溶性のポリアミン‐エポキシアダクトと前記樹脂相溶性ポリアミン‐エポキシアダクトとの混合物であることを特徴とする接着剤組成物
既設コンクリート又はモルタル下地に新たなコンクリート又はモルタルを打ち継ぐにあたって、請求項１又は請求項２記載の接着剤組成物を既設コンクリート又はモルタルの打ち継ぎ面に塗付し、当該接着剤組成物に接して新しくコンクリート又はモルタルを打設することを特徴とするコンクリート打ち継ぎ方法