JP2012091985A - コンクリート構造物の補修方法 - Google Patents
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Abstract
コンクリート構造物に生じたひび割れを有効に補修して、該コンクリート構造物が動的な繰り返し疲労を受けた場合であっても、補修部の追従性が良好で、動的な伸縮抵抗性に優れる、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】
ガラス転移温度が−25℃以下のポリマーを含有し、ポリマー固形分/無機系粉体質量比が30%以上50%未満であり、JSCE−K532によるひび割れ追従性の伸びが20℃で0.4mm以上であるポリマーセメントモルタルを、塗布量3200g/m2以上で、コンクリート構造体のひび割れ箇所に塗布するとともに、該塗布するポリマーセメントモルタル内部にメッシュシートを介在させることで、コンクリート構造物を補修するものである。
【選択図】なし
Description
(1)カチオン系(メタ)アクリル重合体エマルジョン及び無機質水硬性物質を含有する組成物を硬化してなる塗膜。
(2)アルキル基の炭素数が4〜10であるアルキル(メタ)アクリレートを30〜98重量%の共重合割合とする共重合体がカチオン系及び/又はノニオン系界面活性剤により水に乳化分散されたエマルジョン及び無機質水硬性物質を含有する組成物であって、前記エマルジョン100重量部に対して10〜200重量部の無機質水硬性物質を含有する組成物を硬化してなる塗膜であり、20℃における伸び率が50〜2000%であり、遮塩性が10-2〜10-4mg/ cm2 日であり、水蒸気透過性が5g/ m2 日以上であり、膜厚が100〜5000μmである塗膜。
本発明のコンクリート構造物の補修方法は、ガラス転移温度が−25℃以下のポリマーを含有し、ポリマー固形分/無機系粉体質量比が30%以上50%未満であり、JSCE−K532によるひび割れ追従性の伸びが20℃で0.4mm以上であるポリマーセメントモルタルを、塗布量3200g/m2以上で、コンクリート構造体のひび割れ箇所に塗布するとともに、該塗布するポリマーセメントモルタル内部にメッシュシートを介在させることを特徴とする、コンクリート構造物の補修方法である。
さらに好適には、上記本発明のコンクリート構造物の補修方法において、ガラス転移温度が−40℃以下のポリマーを使用することを特徴とする。
より好適には、上記本発明のコンクリート構造物の補修方法において、メッシュシートは、2軸メッシュシート又は3軸メッシュシートであることを特徴とする。
本発明のコンクリートの補修方法は、ガラス転移温度が−25℃以下のポリマーを含有し、ポリマー固形分/無機系粉体質量比が30%以上50%未満であり、JSCE−K532によるひび割れ追従性の伸びが20℃で0.4mm以上であるポリマーセメントモルタルを、塗布量3200g/m2以上で、コンクリート構造体のひび割れ箇所に塗布するとともに、該塗布するポリマーセメントモルタル内部にメッシュシートを介在させる、補修方法である。
このような構成とすることにより、動的繰り返し疲労を受けるコンクリート構造体に対しても、追従性が良好な補修を可能にし、ひび割れ抑制作用に優れることが可能となる。
該セメントとしては、現場の施工条件等を考慮して選定することができ、特に限定されず、例えば普通、早強、中庸熱及び超早強等の各種ポルトランドセメント、これらの各種ポルトランドセメントにフライアッシュや高炉スラグなどを混合した高炉セメント等の各種混合セメント、速硬セメント等を、単独または2種以上で用いることができる。
その配合割合は、特に限定されず、適宜設計することができる。
その配合割合は、上記セメント100質量部に対して、50〜300質量部、好ましくは100〜230質量部とすることが望ましい。
これは、かかる配合比で細骨材を混合することで、より作業性が良好となり、更にひび割れ追従性および付着性がより良好な補修材料となるからである。
特に、耐水性等の耐久性が要求される部材に用いる場合には、ポリアクリル酸エステル等のアクリル系樹脂の使用が好ましい。
ポリマーを安定化する方法としては、例えば、アクリル酸を共重合するカルボキシル方式(アニオン化方式)、水溶性ポリマー、例えばポリビニルアルコール等の水溶液中で重合する保護コロイド方式、重合反応性界面活性剤等を共重合する方式、非重合反応性界面活性剤による安定化方式がある。
ガラス転移温度が−25℃以下、好ましくは−40℃以下とすることで、低温条件下でもひび割れ追従性に優れる材料となるからである。
なお、本発明において、ガラス転移温度は、JIS K 7121(1987)に従って求めた中間点ガラス転移温度(Tmg)の値を示すものである。
ポリマー固形分/無機機系粉体質量比が30%未満であると、伸び能力が不十分でひび割れの変動に対応できず、一方50%以上となると、伸び能力は十分得られるが動的な挙動に追従できなくなってしまうからである。
混合は例えば高速ハンドミキサーで、無機系粉体にポリマーエマルジョンを投入する等により製造が可能である。
該水は、セメント等の硬化に悪影響を及ぼす成分を含有していなければ、水道水や地下水、河川水等の水を用いることができ、例えば、「JIS A 5308 付属書9 レディーミクストコンクリートの練混ぜに用いる水」に適合するものが好ましい。
JSCE−K532によるひび割れ追従性試験は、下記実施例に詳細に記載した測定手順により実施する。
かかるひび割れ追従性の伸びが、20℃で0.4mm以上、好ましくは0.6mm以上であることにより、動的な繰り返し疲労に対する抵抗性、特に後述するJASS 8T−501で試験したひび割れ追従性に有効である。
該ポリマーセメントモルタルのコンクリート構造物への施工方法は、コンクリート構造物のひび割れ部や劣化部に該ポリマーセメントモルタルを塗布するものである。
該塗布は、ポリマーセメントモルタルをひび割れ部等の適用部にそのまま塗布することも、もしくは必要に応じてはつり取る等、清掃や前塗膜の剥がし等を行った後に、該ポリマーセメントモルタルを充填塗布することも可能であり、これにより、コンクリート構造物のひび割れ部や劣化部を補修又は修復する。
かかる塗布量で塗布することにより、再度動的な繰り返し伸縮をコンクリート構造物が受けた場合であっても、ポリマーセメントモルタルの塗膜に損傷が生じることを抑制することが可能となる。
このような範囲で塗布することで、応力を分散することができ、ひび割れの発生する恐れのある箇所に効果的に材料を使用することができる。
さらに必要に応じて、仕上げにトップコートを塗布することができる。
該繊維シートは、塗布するポリマーセメントモルタル中に設置されればよく、好ましくは該ポリマーセメントモルタルを半分量塗布した後、該シートを設置して、更に残りのポリマーセメントモルタルを塗布することができる。
該繊維シートをポリマーセメントモルタル中に介在させないと、JASS 8T−501の「メンブレン防水層の性能評価試験方法」に準じて、動的な伸縮繰り返し疲労に対する抵抗性を評価すると、初期に導入したひび割れに沿って損傷が生じてしまうからである。
従って、かかる繊維シートを介在させることで、動的な繰り返し疲労に対する抵抗性をより向上させることができることとなる。
(実施例1〜7、比較例1〜7)
使用材料
実施例及び比較例において、以下の材料を用いて、下記表1に示す配合割合で各セメントモルタル用無機系粉体を調製した。
・普通セメント:普通ポルトランドセメント、住友大阪セメント株式会社製
・石灰石粉末 :比表面積1200cm2/g
・珪砂6号
また、ガラス転移温度は、JIS K 7121(1987)に従って求めた中間点ガラス転移温度(Tmg)の値を示す。
(1)動的ひび割れ追従性試験
実施例1〜7及び比較例1〜7の各表面被覆材を、JASS 8 T−501 3.3疲労試験の基板であるA形のフレキシブル板(8×150×380mm、基板底面の中央にV溝を有する)の表面中央部であって、該基板底面の該V溝を挟んでそれぞれ150mmの幅となるように、100×300mmで、20℃、80%RHの恒温室内で、下記表4に示す各塗布量で塗布した。
ただし、実施例1〜7、比較例1、4〜7においては、表面被覆材を塗布するにあたり、表4に示す塗布量の半分量を基板に塗布した後に、表4に示す各シートを、該塗布面の中央部に設置し、次いでその上に残りの半分の塗布量で表面被覆材を塗布した。
塗布後、28日間、20℃、80%RHで養生して、各試験体を製造した。
・2軸メッシュシート:ビニロン系メッシュシート(製品名:VF3250、クラレ株式会社製)、目開き:3mm
・3軸メッシュシート:ビニロン系メッシュシート(製品名:トリネオTSS−1820Y、ユニチカ株式会社製)、目開き:20mm
上記各試験体を、装置(島津恒温試験装置チャンバーTCR2−300形、株式会社島津製作所製)を用いて、動的ひび割れ追従試験に課した。
動的ひび割れ追従試験は、以下の表3に示すように、まず工程Iを行い、次いで連続して工程IIを行って実施した。
上記各試験体に、該基板の該V溝に沿って該基板の中心を挟んで、ひび割れが幅0.75mm、長さ150mmの初期ひび割れを形成した。
具体的には、表3に示すように、硬化した被覆養生材を上面に有する、上記初期ひび割れを導入した各基板の両端(該ひび割れを挟んだ両端)を、それぞれ反対方向に0.25mm引っ張って動かし、即ち合計で0.5mm引っ張って動かし、次いでそれぞれ各両端を均等に反対方向に引っ張って合計1.0mmとなるように動かし、その後再び合計で0.5mmとなる位置に戻して開閉ムーブメントを、20℃(STEP1)、60℃(STEP2)、−10℃(STEP3)の温度条件の順番で、各温度毎に500回行った。なお、合計0.5mmの引っ張り位置→合計1.0mmmの引っ張り位置→合計0.5mmの引っ張り位置とする開閉ムーブメントを1周期とし、1周期を10分かけて、各温度で500周期行った(工程I)。
前記工程I終了後に引き続いて、工程IIを実施した。
具体的には、表3に示すように、工程Iの終了後、該工程1における初期ひび割れのひび割れを、該基板の中心を挟んで、幅1.5mm、長さ150mmとなるようにしてひび割れを形成した。
前記工程I終了後に上記1.5mm幅のひび割れを導入した各基板の両端(該ひび割れを挟んだ両端)を、それぞれ反対方向に0.5mm引っ張って動かし、即ち合計で1.0mm引っ張って動かし、次いでそれぞれ各両端を均等に反対方向に引っ張って合計2.0mmとなるように動かし、その後再び合計で1.0mmとなる位置に戻して第2次開閉ムーブメントを、20℃(STEP1)、60℃(STEP2)、−10℃(STEP3)の温度条件の順番で、各温度毎に500回行った。なお、合計1.0mmの引っ張り位置→合計2.0mmmの引っ張り位置→合計1.0mmの引っ張り位置とする開閉ムーブメントを1周期とし、1周期を10分かけて、各温度で500周期行った(工程II)。
上記各試験体について、静的ひび割れ追従性試験を、JSCE−K532−1999に準じて行った。
上記各試験体を、万能試験機(島津オートグラフAG−100kN IS形、株式会社島津製作所製)を用いて、静的ひび割れ追従試験に課した。
ただし、実施例1〜7、比較例1、4〜7においては、表面被覆材を塗布するにあたり、表4に示す塗布量の半分量を基板に塗布した後に、表4に示す各シートを、該塗布面の中央部に設置し、次いでその上に残りの半分の塗布量で表面被覆剤を塗布した。
塗布後、28日間、20℃、80%RHで養生して、各試験体を製造した。
・2軸メッシュシート:ビニロン系メッシュシート(製品名:VF3250、クラレ株式会社製)、目開き:3mm
・3軸メッシュシート:ビニロン系メッシュシート(製品名:トリネオTSS−1820Y、ユニチカ株式会社製)、目開き:20mm
Claims (5)
- ガラス転移温度が−25℃以下のポリマーを含有し、ポリマー固形分/無機系粉体質量比が30%以上50%未満であり、JSCE−K532によるひび割れ追従性の伸びが20℃で0.4mm以上であるポリマーセメントモルタルを、塗布量3200g/m2以上で、コンクリート構造体のひび割れ箇所に塗布するとともに、該塗布するポリマーセメントモルタル内部にメッシュシートを介在させることを特徴とする、コンクリート構造物の補修方法。
- 請求項1記載のコンクリート構造物の補修方法において、該ポリマーセメントモルタルは、該ひび割れを中心に少なくとも左右10cm以上の範囲に塗布されることを特徴とする、コンクリート構造物の補修方法。
- 請求項1又は2記載のコンクリート構造物の補修方法において、ガラス転移温度が−40℃以下のポリマーを使用することを特徴とする、コンクリート構造物の補修方法。
- 請求項1〜3いずれかの項記載のコンクリート構造物の補修方法において、ポリマー固形分/無機系粉体質量比が30%〜35%であることを特徴とする、コンクリート構造物の補修方法。
- 請求項1〜4いずれかの項記載のコンクリート構造物の補修方法において、メッシュシートは、2軸メッシュシート又は3軸メッシュシートであることを特徴とする、コンクリート構造物の補修方法。
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