JP2013184859A

JP2013184859A - コンクリート脱塩処理後の下地処理方法

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Publication number: JP2013184859A
Application number: JP2012051873A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Matsukubo; 博敬松久保; Katsuichi Miyaguchi; 克一宮口; Takanori Yamagishi; 隆典山岸; Kazuto Tawara; 和人田原; Toru Yagi; 徹八木
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2012-03-08
Filing date: 2012-03-08
Publication date: 2013-09-19
Anticipated expiration: 2032-03-08
Also published as: JP5868739B2

Abstract

【課題】脱塩処理後、表面保護材塗布前のコンクリート表面に下地処理対策を行うことで表面保護材の変質、膨れ、剥がれなどの不具合をなくす下地処理方法を提供する。
【解決手段】（１）電気化学的防食工法でコンクリートを脱塩処理した後、表面保護材を塗布する前に、ポリマーセメントモルタルを下地処理モルタルとして使用するコンクリート脱塩処理後の下地処理方法、（２）ポリマーセメントモルタルに、水性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、または水系硬質ウレタン樹脂のいずれかを混和してなる、（１）のコンクリート脱塩処理後の下地処理方法、（３）下地処理モルタルの透水係数が１．８５×１０^−１１ｍ／ｓｅｃ以下である（１）または（２）のコンクリート脱塩処理後の下地処理方法、である。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に、土木・建築のコンクリート構造物に対し延命対策として行われる、電気化学的防食工法による脱塩処理後の表面保護材塗布前の下地処理方法に関する。

近年、コンクリート構造物の塩害劣化の延命化や耐久性の向上対策として、コンクリート内の鉄筋、ＰＣ鋼材および鉄骨の腐食抑制を目的とした電気化学的防食工法の脱塩工法がある。

従来、脱塩工法適用後は劣化因子の再浸入を防止するため、表面保護材としてエポキシ樹脂やウレタン樹脂およびアクリル樹脂などの表面保護材が塗布されている。

しかしながら、電気化学的防食工法による脱塩処理（脱塩工法適用）後は、コンクリート中が高いアルカリ水溶液で飽和されているため、樹脂などの表面保護材を塗布すると早期に表面保護材が変質、膨れ、および剥がれなどが発生する。
一般的にはコンクリートの表面含水率が５〜１０％程度以下の段階で表面保護材を塗布するが、脱塩処理ではコンクリート内部まで高アルカリ水溶液が浸透しており、短時間では乾燥しない。

脱塩工法と同様な高アルカリ水溶液が浸透する再アルカリ化工法では、高アルカリ水溶液に強い表面保護材料を使用することで表面保護材の早期劣化や膨れを抑制することが報告されているが（非特許文献１）、完全に変状を抑えることが出来ていないのが実状で、再アルカリ化工法よりコンクリート中のアルカリが高くなる脱塩工法では、これら不具合の発生を抑えることは困難である。

コンクリート工学年次論文集，Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．１，ｐｐ．１５５３−１５５８，２００３

本発明は、脱塩処理後、表面保護材塗布前のコンクリート表面に下地処理対策を行うことで表面保護材の変質、膨れ、剥がれなどの不具合をなくす下地処理方法を提供する。

すなわち、本発明は、（１）電気化学的防食工法でコンクリートを脱塩処理した後、表面保護材を塗布する前に、ポリマーセメントモルタルを下地処理モルタルとして使用するコンクリート脱塩処理後の下地処理方法、（２）ポリマーセメントモルタルに、水性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、または水系硬質ウレタン樹脂のいずれかを混和してなる、（１）のコンクリート脱塩処理後の下地処理方法、（３）下地処理モルタルの透水係数が１．８５×１０^−１１ｍ／ｓｅｃ以下である（１）または（２）のコンクリート脱塩処理後の下地処理方法、である。

本発明の下地処理方法により、コンクリートの脱塩処理後、表面保護材の変質、膨れ、剥がれなどをなくすことが可能となる。

脱塩処理後のポリマーセメントモルタルと表面保護材を塗布したコンクリートの断面図である。

（符号の説明）
１：表面被覆材料
２：下地処理材料（ポリマーセメントモルタル）
３：下地処理材料を塗布する前の表面ケレン処理（ブラスト処理）
４：コンクリート
５：鉄筋

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、脱塩処理後に劣化因子の再浸入を抑制するために、コンクリート表面に表面保護材を塗布するに当たって、ポリマーセメントモルタルまたはポリマーセメントモルタルに水性エポキシ樹脂を混和したモルタルを好ましくは２ｍｍ以上塗布することにより、表面保護材の早期変質、膨れ、剥がれなどを無くし、表面保護性能を発揮させるものである。表面保護材としては、一般的に有機系のエポキシ樹脂やアルリル樹脂が使用されている。

本発明で使用する下地処理モルタルは、ポリマーセメントモルタルであり、ポリマーセメントモルタルに水性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、または水系硬質ウレタン樹脂を混和することが好ましく、なかでも水性エポキシ樹脂が最も好ましい。
ポリマーセメントモルタルは、セメント、砂、ポリマー、短繊維、混和材（混和剤）などが含まれている複合材料で、適切な付着強度とひび割れ抵抗性がある。硬化後の下地処理モルタルの透水係数は、１．８５×１０^−１１ｍ／ｓｅｃ以下と水密性が高いものが好ましい。

本発明で使用するセメントとしては、特に限定されるものでなく、ＪＩＳＲ５２１０に規定されている各種ポルトランドセメント、ＪＩＳＲ５２１１、ＪＩＳＲ５２１２、およびＪＩＳＲ５２１３に規定されている各種混合セメント、ＪＩＳに規定された以上の混和材混入率で製造した高炉セメント、フライアッシュセメント、およびシリカセメント、石灰石粉末などを混合したフィラーセメント、アルミナセメントから選ばれる１種又は２種以上が使用可能である。

本発明では、ポリマーセメントモルタルに水性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、または水系硬質ウレタン樹脂を混和する。
水性エポキシ樹脂は、界面活性剤の添加により水中で分散することができるエポキシエマルジョン、またはエポキシ樹脂存在下にラジカル重合性モノマーを乳化重合して得られるエポキシ変性アクリルエマルジョンの１分子中に２個以上のエポキシ基を有する化合物のエポキシ樹脂（Ａ）とエポキシ樹脂用硬化剤（Ｂ）からなる。エポキシ樹脂（Ａ）は１分子中に２個以上持つポリエポキシ化合物で、水中で分散することが出来るものであれば特に限定されず、エポキシ樹脂用硬化剤（Ｂ）は、エポキシ樹脂を硬化することが出来る効果剤であれば特に限定されない。
アクリル樹脂は、アクリル酸およびメタアクリル酸の誘導体を主成分とするものである。水系硬質ウレタン樹脂は、ウレタン基ＮＨＣＯＯをもつものである。
水性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、または水系硬質ウレタン樹脂の使用量は、セメント１００質量部に対して２００〜３０質量部（水性エポキシ樹脂の場合、エポキシ樹脂Ａとエポキシ樹脂硬化剤Ｂの合計）の範囲が好ましい。

本発明のポリマーセメントモルタルで使用するポリマーは、特に限定されるものではないが、通常セメント混和用として使用されるもので、粉末状および液体の何れも使用可能である。
ポリマーの種類としては、例えば、ＪＩＳＡ６２０３で規定されているセメント混和用のポリマー（ポリマーディスパージョン）が使用でき、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、および天然ゴム等のゴムラテックス、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリアクリル酸エステル、酢酸ビニルビニルバーサテート系共重合体、およびスチレン・アクリル酸エステル共重合体やアクリルニトリル・アクリル酸エステルに代表されるアクリル酸エステル系共重合体、不飽和ポリエステル樹脂に代表される液状ポリマーなどが挙げられ、これらの１種または２種以上を使用できる。
ポリマーの使用量は、セメント１００質量部に対して１５〜０．０１質量部が好ましい。

本発明で使用する短繊維としては、特に限定されるものではないが、通常セメント混和用と使用されるもので、市販されている高分子繊維や無機繊維が使用可能である。繊維の種類としては、ビニロン繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリチレン繊維、アラミド繊維、炭素繊維、ガラス繊維、セルロース繊維、ロックウール、アルミナ繊維、玄武岩繊維、鋼繊維などが挙げられ、これらから選ばれる１種又は２種以上が使用可能である。
短繊維の使用量は、セメント１００質量部に対して３〜０．００１質量部が好ましい。

本発明で使用する混和材（剤）としては、特に限定されるものではなく、一般にセメントに使用されるものが用いられる。
例えば、収縮低減剤は、モルタルの乾燥収縮を抑制するものであり、特に限定されるものではなく、市販されているものが使用可能であり、アルコール系、低級アルコールアルキレンオキシド誘導体系、グリコール系、グリコールエーテル・アミノアルコール誘導体系、ポリエーテル系などの界面活性作用を有する化合物を使用することができる。膨張材は、硬化収縮量の低減やケミカルプレストレスを与えるもので、特に限定されるものではなく、カルシウムサルホアルミネート系や石灰系およびこれらカルシウムサルホアルミネート系と石灰系の複合型などを使用することができる。
その他、性能に悪影響を与えない範囲で、流動化剤、空気連行剤、防錆剤、増粘剤、粘土鉱物、ポゾラン物質、潜在水硬性物質、急硬剤、急結剤、消泡剤、抗菌剤、ロジン誘導体などの各種セメント混和剤を添加することができる。

本発明の下地処理モルタルは、例えば、セメント、水性エポキシ樹脂、砂、ポリマー、短繊維からなる場合の配合割合は、特に限定されないものではないが、セメント１００質量部に対して、水性エポキシ樹脂が２００〜３０質量部、砂が２００〜１０質量部、ポリマー１５〜０．０１質量部、短繊維３〜０．００１質量部とするのが好ましい。

以下、実験例に基づいて、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（実験例１）
表１に示す配合で異形鉄筋（５）を埋め込んだ、コンクリート供試体（４）を作製（表１）し、２８日間の養生後に脱塩工法を適用し、１週間後にブラスト処理を行い（３）、「下地処理モルタルなし」とポリマーと透水係数が異なる４種類の下地処理モルタルをそれぞれ２ｍｍの厚みで被覆した後、１週間の養生後に、市販のエポキシ樹脂系の表面被覆材を塗布（１）し、１２ヶ月後にエポキシ樹脂表面被覆材の変質、浮き、剥がれなどの不具合の比較検討を行った（図１参照）。結果を表２に示す。

（使用材料：コンクリート）
セメント：普通ポルトランドセメント、市販品
細骨材：北陸石産協業組合、砕石、５ｍｍ下
粗骨材：北陸石産協業組合、砕石、２０ｍｍ下
水：水道水
混和剤１：減水剤、市販品
ＮａＣｌ：工業用、市販品

（使用材料：下地処理モルタル）
・ポリマーセメントモルタル（１）：セメント１００質量部、ポリマー（ポリアクリル酸エステル）０．１質量部、短繊維０．０２質量部、砂２００質量部、透水係数１．２０×１０^−１０ｍ／ｓｅｃ
・ポリマーセメントモルタル（２）：セメント１００質量部、水性エポキシ樹脂１００質量部、ポリマー（ポリアクリル酸エステル）０．１質量部、短繊維０．０２質量部、砂４０質量部、透水係数１．８５×１０^−１１ｍ／ｓｅｃ
・ポリマーセメントモルタル（３）：セメント１００質量部、アクリル樹脂１００質量部、ポリマー（ポリアクリル酸エステル）０．１質量部、短繊維０．０２質量部、砂４０質量部、透水係数１．３５×１０^−１１ｍ／ｓｅｃ
・ポリマーセメントモルタル（４）：セメント１００質量部、水系硬質ウレタン樹脂１００質量部、ポリマー（ポリアクリル酸エステル）０．１質量部、短繊維０．０２質量部、砂４０質量部、透水係数１．９４×１０^−１１ｍ／ｓｅｃ
・水性エポキシ樹脂：市販品（商品名チチブエポテックス、秩父コンクリート工業社製）
・アクリル樹脂：市販品（商品名デンカハードロック、電気化学工業社製）
・水系硬質ウレタン樹脂：市販品（商品名レジモルハードＵＷ、大同塗料社製）
・ポリマー（ポリアクリル酸エステル）：市販品（商品名ＥＬＯＴＥＸＦＸ４３１０、アクゾノーベル社製）
・セメント：普通ポルトランドセメント、市販品
・砂：石灰砂、１．２ｍｍ下
・短繊維：市販品（ビニロンファイバー、長さ６ｍｍ、商品名ＲＥＣＳ７×６、クラレ社製）

（使用材料：表面被覆材）
・表面被覆材（１）：エポキシ樹脂系、市販品（商品名レジガード、大日本塗料社製）
・表面被覆材（２）：エポキシ樹脂系、市販品（商品名ライフテックス♯２０００ＰＣ、アトミクス社製）
・表面被覆材（３）：エポキシ樹脂系、市販品（商品名ＳＲＡ工法、山陽レジン社製)
・表面被覆材（４）：アクリル樹脂系、市販品（商品名アロンブルコートＺ−II、東亜合成社製）

（測定方法）
・下地処理モルタルの透水係数：アウトプット法で実施。試料は３０ｍｍの厚さとし、作用圧力は１０ｋｇｆ／ｃｍ^２とした。
・表面被覆材の経時変化：試験体は屋外に放置し、施工１２ヶ月後に変状（不具合）が発生した部分を目視観察し、変状部分の面積を算出した。変状とは、表面被覆材の浮き、剥がれ、変質である。

表２の結果から、本発明の下地処理方法により、４種類の市販されているエポキシ樹脂表面被覆材に不具合が発生していないことが分かる。

本発明の下地処理方法により、コンクリート脱塩処理後、表面保護材の変質、膨れ、剥がれなどをなくすことが可能となるため、土木、建築分野で広範に使用できる。

Claims

電気化学的防食工法でコンクリートを脱塩処理した後、表面保護材を塗布する前に、ポリマーセメントモルタルを下地処理モルタルとして使用することを特徴とするコンクリート脱塩処理後の下地処理方法。
ポリマーセメントモルタルに、水性エポキシ樹脂、アクリル樹脂、または水系硬質ウレタン樹脂のいずれかを混和してなる、請求項１に記載のコンクリート脱塩処理後の下地処理方法。
下地処理モルタルの透水係数が１．８５×１０^−１１ｍ／ｓｅｃ以下である請求項１または２に記載のコンクリート脱塩処理後の下地処理方法。