JP2010143824A

JP2010143824A - コンクリート用の塗布材及びコンクリート表面の補修又は保護方法

Info

Publication number: JP2010143824A
Application number: JP2010020388A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Yamamoto; 高広山本; Shigehiro Ando; 重裕安藤; Keiichi Osaki; 敬一大崎; Hiroyuki Sakakibara; 弘幸榊原
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2010-02-01
Filing date: 2010-02-01
Publication date: 2010-07-01

Abstract

【課題】水系材料として利点を備えつつ、低温でのひび割れ追従性及び常温での付着強度の双方に優れたコンクリート用の塗布材を提供する。
【解決手段】本発明は、セメントモルタル材料に、ガラス転移温度が−５０〜−２０℃のアクリル系ポリマーのディスパージョンが添加されていることを特徴とするコンクリート用の塗布材に係る。
【選択図】なし

Description

本発明は、劣化した或いは将来劣化が予想される各種のコンクリート構造物やコンクリート二次製品等のコンクリート表面の補修又は保護に使用されるコンクリート用の塗布材、及び、その塗布材を用いたコンクリート表面の補修又は保護方法に関する。

従来、この種の塗布材としては、エポキシ系又はウレタン系塗料が知られており、これらの塗料は、コンクリートの表面を補修又は保護すべく、該表面に塗装されて使用されている。しかし、エポキシ系またはウレタン系塗料は、二酸化炭素、水分および塩分などの有害物質の浸入や供給を防止できるものの通気性が無いため、コンクリート中に存在する余剰水の大気中への逸散を阻止し、水分がコンクリート中に貯えられることになり、コンクリート劣化の完全な防止策とはなり得ない。

また、エポキシ系塗料では、耐候性が低いことから、太陽光線や大気にさらされると劣化し、さらに、ひび割れが発生した場合には、劣化によってひび割れに対する追従性が低下し、発生したひび割れ部から二酸化炭素、水分および塩分などの有害物質が浸入することになる。

一方、この種の塗布材としては、ポリマーセメントモルタル系材料も使用されている。ポリマーセメントモルタル系材料は、上述したエポキシ系又はウレタン系塗料の如き問題が少なく、しかも、水系材料であるため作業性に優れている等の優れた性質を備えた好ましい材料である。しかしながら、従来のポリマーセメントモルタル系材料は、低温でのひび割れ追従性及び常温でのコンクリートに対する付着強度の何れか一方に優れるものはあるものの、この双方に優れたものは、未だ開発されておらず、例えば、日本道路公団コンクリート塗装材の品質規格の低温（−２０℃）でのひび割れ追従性試験及び２０℃標準状態での付着強度試験の何れか一方しか満足せず、上記の品質規格を満足しないものである。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、水系材料として利点を備えつつ、低温でのひび割れ追従性及び常温での付着強度の双方に優れたコンクリート用の塗布材、並びに、それを用いたコンクリート表面の補修及び保護方法を提供することを課題とする。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ガラス転移点が−５０〜−２０℃のポリマーのディスパージョンの添加されたセメントモルタルが良好な常温での付着強度及び低温でのひび割れ追従性を発現することを見出し、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、セメントモルタル材料に、ガラス転移温度が−５０〜−２０℃のアクリル系ポリマーのディスパージョンが添加されていることを特徴とするコンクリート用の塗布材に係る（請求項１）。また、前記セメントモルタル材料は、セメント１００重量部に対し増量材が６０〜１２０重量部添加されてなり、前記ディスパージョンは、前記セメントモルタル材料１００重量部に対しポリマー固形分にして５０〜７５重量部添加されている請求項１記載のコンクリート用の塗布材に係る（請求項２）。

さらに、本発明は、請求項１又は２記載の塗布材を、コンクリート表面に塗布することを特徴とするコンクリート表面の補修又は保護方法に係る（請求項３）。また、鉄筋の劣化した又は劣化の恐れのあるコンクリートのひび割れ部にひび割れ注入材を充填し、請求項１又は２記載の塗布材を塗布することを特徴とするコンクリート表面の補修又は保護方法に係る（請求項４）。さらに、鉄筋の劣化した又は劣化の恐れのあるコンクリートのひび割れ部にひび割れ注入材を充填し、次いで、シラン又はシロキサン系化合物を塗布してコンクリート中に含浸させた後、請求項１又は２記載の塗布材を塗布することを特徴とするコンクリート表面の補修又は保護方法に係る（請求項５）。また、鉄筋の劣化した又は劣化の恐れのあるコンクリートのひび割れ部にひび割れ注入材を注入し、次いで、防錆材を塗布して含浸させた後、請求項１又は２記載の塗布材を塗布することを特徴とするコンクリート表面の補修又は保護方法に係る（請求項６）。

本発明のコンクリート用の塗布材は、水系材料として利点を備えつつ、低温でのひび割れ追従性及び常温での付着強度の双方に優れている。また、本発明のコンクリート表面の補修又は保護方法によれば、劣化した又は将来劣化が予想されるコンクリート構造物の表面を、低温でのひび割れ追従性及び常温での付着強度の双方に優れた塗布材によって補修又は保護することができる。

本発明のコンクリート用の塗布材において、セメントモルタル材料とは、適量の水が混入されてセメントモルタルとして使用されるもので、必要に応じて種々の増量材がセメントに添加されてなる。ここで、増量材としては、珪砂、珪石粉、炭酸カルシウム、パーライト、シリカパルーン等のフィラーの他、増粘剤、消泡剤、顔料等を使用することができる。

また、本発明においては、ガラス転移温度が−５０〜−２０℃のアクリル系ポリマーのディスパージョンが使用される。ガラス転移温度が−２０℃より高いものを用いたものは、常温でのひび割れ追従性に優れるが、低温、例えば、−２０℃以下でのひび割れ追従性が急激に低下し、また、ガラス転移温度が−５０℃より低いものを用いたものは付着強度が低く、例えば、付着強度を１０ｋｇｆ／ｃｍ²以上とすることができない。

アクリル系ポリマーとしては、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等、重合したモノマーとしてアクリルモノマーを含有するものを使用できる。これらは、単独又は２種以上を混合して使用することもできる。

本発明のコンクリート用の塗布材において、前記セメントモルタル材料は、セメント１００重量部に対し増量材が６０〜１２０重量部添加されてなり、前記ディスパージョンは、前記セメントモルタル材料１００重量部に対しポリマー固形分にして５０〜７５重量部添加されているものが好ましい。ポリマーディスパージョンの添加量を、固形分にして７５重量部より多くすると、塗布材の粘性が低下し、常温での付着強度が低下すると供に施行後のダレが発生し易くなる。これに対し、増粘剤を増加させることによってダレ防止を図ることができるが、塗布材の硬化（成膜）を遅らせる結果となり好ましくない。また、ポリマーディスパージョンの添加量を、固形分として５０重量部以下とすると、ひび割れ追従性が低下する。

一方、上記構成からなる塗布材は、水系材料としての利点を備えつつ、低温でのひび割れ追従性及び常温での付着強度の双方に極めて優れ、日本道路公団コンクリート塗装材の品質規格である「一般的な劣化に適用するコンクリート塗装材の品質規格」、「塩害に適用するコンクリート塗装材の品質規格」、「アルカリ骨材反応に適用するコンクリート塗装材の品質規格」および「凍害に適用するコンクリート塗装材の品質規格」に基づく試験規格に全て適合するという利点を有する。

即ち、
(1)塗膜の外観標準養生後：塗膜は均一で流れ、むら、ふくれ、われ、はがれのないこと。
促進耐候性試験後：白亜化がなく、塗膜にふくれ、われ、はがれのないこと。
温冷繰り返し試験後：塗膜にふくれ、われ、はがれのないこと。
耐アルカリ性試験後：塗膜にふくれ、われ、はがれのないこと。
(2)遮塩性：塗膜の塩素イオン透過量が１．０×１０−３ｍｇ／ｃｍ²・日以下であること。
(3)酸素透過阻止性：塗膜の酸素透過量が５．０×１０−２ｍｇ／ｃｍ²・日以下であること。
(4)水蒸気透過阻止性：塗膜の水蒸気透過量が５．０ｍｇ／ｃｍ²・日以下であること。
(5)中性化阻止性：中性化深さ１ｍｍ以下であること。
(6)水透過阻止性：塗膜の水透過量が２０ｍｌ／ｍ²・日以下であること。
(7)コンクリートとの付着性：標準養生後、促進耐候性試験後、温冷繰り返し試験後および耐アルカリ試験後において、塗膜とコンクリートとの付着強度が１０ｋｇｆ／ｃｍ²以上であること。
(8)ひび割れ追従性標準養生後（常温時）：塗膜の伸びが０．８ｍｍ以上であること。
標準養生後（低温時）：塗膜の伸びが０．４ｍｍ以上であること。
促進耐候性試験後（常温時）：塗膜の伸びが０．４ｍｍ以上であること。
(9)凍結融解性：３００サイクルで耐久性指数が８０％以上であること。
以上の性質にすべて合格している。

また、本発明のコンクリート表面の補修又は保護方法は、請求項１又は２記載の塗布材をコンクリート表面に塗布することを特徴とする。請求項１又は２記載の塗布材を使用することから作業性に優れると共に、該塗布材が塗布された部分（コンクリート表面）は、該塗布材に被覆されて補修又は保護されることになるため、上記方法によれば、補修又は保護された部分のコンクリートに万一ひび割れが発生しても、塗布材は低温でもひび割れが発生し難く、しかも、塗布材が剥離する恐れも減少する。特に、塗布材が請求項２記載の塗布材の場合には、日本道路公団の品質規格を満足するように、コンクリート表面を補修又は保護することができる。

コンクリートに、鉄筋の劣化した又は劣化の恐れのあるひび割れ部がある場合には、該ひび割れ部に注入材を充填した後に、請求項１又は２記載の塗布材を塗布することが好ましい。注入材としては、エポキシ樹脂やポリマーセメントスラリーなどのひび割れ注入材を使用することができる。

特に、注入材を充填した後、請求項１又は２記載の塗布材を塗布する前に、シラン又はシロキサン系化合物を塗布してコンクリート中に該化合物を含浸させることもできる。

シラン又はシロキサン系化合物は、表面からコンクリート中への塩素イオンと水分の侵入を防止すると共に、コンクリート中に含まれている水分が水蒸気となって外気に逸散するのを阻害しない性質、即ち、遮塩性、防水性及び水蒸気の通気性を兼ね備えていることから、補修等をした後に、コンクリート中に塩素イオン及び水分の侵入を防止でき、しかも、コンクリート中の水分を逸散されないという恐れも減少する。

また、注入材を充填した後、請求項１又は２記載の塗布材を塗布する前に、防錆材を塗布して含浸させることもできる。防錆材を塗布して含浸させることにより、鉄筋に発生している錆を健全にし、その表面に前記塗布材を塗布することにより、コンクリート内部は外部環境から遮断され、防錆材の効果、即ち錆防止効果を持続させることができる。

以下、本発明の実施例を掲げて説明する。
実施例１〜７、比較例１〜３
下記表１に示す割合で混合して実施例１〜７、比較例１〜３の供試体を調整し、該供試体を用いて日本道路公団コンクリート塗装材の品質規格の試験方法に従って試験を実施した。試験結果を表２に示す。

表２から明らかなように、実施例１〜７については、ゼロスパン伸び（ひび割れ追従性の試験における塗膜のゼロスパン伸び）及びコンクリートに対する付着強度の双方がバランス良く向上している。特に、実施例１〜５については、ゼロスパン伸び（ひび割れ追従性の試験における塗膜のゼロスパン伸び）およびコンクリートに対する付着強度とも品質規格を満足する結果が得られた。

一方、Ｔｇが５℃のポリマーディスパージョンを使用した比較例２では、コンクリートに対する付着強度は高いが、ゼロスパン伸びは規格を満足しないことが認められる。また、Ｔｇが−６０℃のポリマーディスパージョンを使用した比較例１及び３では、ゼロスパン伸びは十分であるが、付着強度は規格を満足しないことが認められる。

Claims

セメントモルタル材料に、ガラス転移温度が−５０〜−２０℃のアクリル系ポリマーのディスパージョンが添加されていることを特徴とするコンクリート用の塗布材。
前記セメントモルタル材料は、セメント１００重量部に対し増量材が６０〜１２０重量部添加されてなり、前記ディスパージョンは、前記セメントモルタル材料１００重量部に対しポリマー固形分にして５０〜７５重量部添加されている請求項１記載のコンクリート用の塗布材。
請求項１又は２記載の塗布材を、コンクリート表面に塗布することを特徴とするコンクリート表面の補修又は保護方法。
鉄筋の劣化した又は劣化の恐れのあるコンクリートのひび割れ部に、ひび割れ注入材を充填し、請求項１又は２記載の塗布材を塗布することを特徴とするコンクリート表面の補修又は保護方法。
鉄筋の劣化した又は劣化の恐れのあるコンクリートのひび割れ部に、ひび割れ注入材を充填し、次いで、シラン又はシロキサン系化合物を塗布してコンクリート中に含浸させた後、請求項１又は２記載の塗布材を塗布することを特徴とするコンクリート表面の補修又は保護方法。
鉄筋の劣化した又は劣化の恐れのあるコンクリートのひび割れ部にひび割れ注入材を注入し、次いで、防錆材を塗布して含浸させた後、請求項１又は２記載の塗布材を塗布することを特徴とするコンクリート表面の補修又は保護方法。