JP2014084260A

JP2014084260A - 電気抵抗値の小さい吹付け用補修モルタル及びそれを用いた補修工法

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Publication number: JP2014084260A
Application number: JP2012235751A
Authority: JP
Inventors: Toru Yagi; 徹八木; Hiroyoshi Matsukubo; 博敬松久保; Takanori Yamagishi; 隆典山岸; Kazuto Tawara; 和人田原
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2014-05-12
Anticipated expiration: 2032-10-25
Also published as: JP6033636B2

Abstract

【課題】長期的な電気抵抗値が小さく、低収縮であり、１回の吹き付けで厚付けが可能であり、ポンプ圧送性に優れた吹付け用補修モルタル及び補修工法を提供する。
【解決手段】セメント、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル系収縮低減剤、膨張材、減水剤、及び細骨材を含有するセメントモルタルに、Ａｌ_２Ｏ_３換算で７質量％以上の硫酸アルミニウム水溶液からなる凝結促進剤を配合してなり、さらに、セメント由来以外のカルシウムアルミネートと石膏を含まないことを特徴とする、材齢６ヶ月の硬化体の電気抵抗値が１０００Ωｍ以下である吹付け用補修モルタルであり、繊維類を含有する前記吹付け用補修モルタルであり、前記吹付け用補修モルタルを用いて、劣化したコンクリートを取り除いた断面を修復することを特徴とするコンクリート構造物の補修工法、
を構成とする。
【選択図】なし

Description

本発明は、土木及び建築分野におけるコンクリート構造物の補修・補強工事で使用する、吹付け用補修モルタル及びそれを用いた補修工法に関する。

コンクリート構造物内部にある鉄筋等の鋼材は、ある塩分濃度以上の状態に晒されると、腐食電池が発生し、陽極となる鋼材に電気腐食が発生する。このような、腐食電池の発生により誘発される鋼材の腐食を防止する手段として、コンクリート構造物に陽極を設置し、該陽極からコンクリート中の鋼材に直流電流を流し続けることにより、コンクリート中の鋼材の電位を制御し、鋼材の腐食反応を電気化学的に抑制する電気防食工法が推奨されており、コンクリート構造物の補修工法の一つとして利用されている。

例えば、外部電源方式においては、表面近傍のコンクリート中に陽極を設置し、この陽極からコンクリート中の鋼材（陰極）に向かって継続的に直流電圧をかけ電流を流す防食工法がある。
また、流電陽極方式では、内部鋼材よりイオン化傾向の大きい亜鉛などの金属を陽極材として導通させることにより、防食電流を確保し防食するものであり、この電流が適切に流れている限り、鋼材の腐食による劣化の進行が抑制できるものである。

外部電源方式においては、所定の防食電流を得るために、与える電圧が高い大きすぎると陽極材周辺に塩素ガスが発生して、陽極材周辺の劣化が促進するため、硬化体の電気抵抗値を小さくして与える電圧を小さくすることが必要である。この外部電源方式に用いられる陽極材としては、チタン系やカーボン系のロッドやリボンなどが多く用いられているが、この陽極の抵抗率を低減するためや不活性化を防止するために、当該陽極の性能を保護するための保護材料で陽極周辺を充填・被覆する必要があり、しかも、既設コンクリートと一体化する必要があるためこの部位には保護材料としてセメントモルタルが用いられる。この保護モルタルも電位抵抗値が小さいことが望まれる。
また、流電陽極方式においては、硬化体の電気抵抗値が大きくなると、防食に有効な電流量の確保が困難となるため、硬化体の電気抵抗値を小さくすることが重要である。電気防食工法を必要とするコンクリートは既に劣化を受けている箇所も多く、この部位はセメントモルタル系の断面修復材が用いられ、保護モルタルと同様に電気抵抗値の小さい材料が求められる。

そして、鋼材の防食効果を上げるには、陽極の周囲に充填されたモルタルの硬化体の電気抵抗を小さくし、電流を流れやすくする必要がある。また、このモルタル硬化体にひび割れが生じると電流が流れにくくなるため、ひび割れの要因である収縮を小さくする必要がある。

モルタル硬化体の電気抵抗値を小さくするには、水結合材比や単位水量を大きくして、モルタル硬化体中の自由水の量を多くすることが好ましい。しかしながら、水結合材比や単位水量を大きくすると、モルタルの流動性が大きくなってダレが生じるため、そのままでは使用できない場合がある。また、水結合材比や単位水量を大きくすると、乾燥収縮が大きくなるので、電気抵抗値を小さくすることと、収縮を小さくすることとを両立させるのは難しいことであった。
また、材齢初期ではモルタル中の自由水が多いため電気抵抗値は小さいが、水和の進行とモルタル中からの水分の一散により材齢の進行とともに電気抵抗値が大きくなるため、長期にわたり電気抵抗値の小さいモルタルが求められている。

さらに、防食工法を採用する断面修復工法では一般に大断面の施工が多く、施工効率の面で吹き付けによる補修工法が多く採用されている。

この課題に対し、さらに海洋構造物の補修への適用性を付与した方法としてセメントと急硬材と硫酸アルミニウムなどを配合する方法が提案されている（特許文献１）。

特許文献１の発明によれば、材齢２８日時点で硬化体の電気抵抗値は１０００Ωｍ以下が得られるが、材齢が経過することでモルタル中の水和反応の進行により自由水が消費され、打設後半年では１０００Ωｍを超えてしまい、長期にわたり陽極と鋼材との間に防食に有効な電流量を維持することが困難であった。

また、セメントと膨張材、一般式がＸ［Ｏ（ＡＯ）ｎＲ］ｍで示され、Ｘは２〜８個の水酸基を有する化合物の残基、ＡＯは炭素数２〜１８のオキシアルキレン基、Ｒは水素原子、炭素数１〜１８の炭化水素基、又は炭素数２〜１８のアシル基、ｎは３０〜１０００、ｍは２〜８であり、オキシアルキレン基の６０モル％以上はオキシエチレン基であるポリオキシアルキレン誘導体と硫酸アルミニウム水溶液などを含有させた吹き付け材料を用いることで、ポンプ圧送性に優れ、大幅なコストアップにならずに炭酸ガス、塩化物、及び水の浸入を大幅に抑制できる吹き付け工法が提案されている（特許文献２）。

特許文献２の発明によれば、特定の配合比のセメント、膨張材、オキシアルキレン誘導体、硫酸アルミニウム水溶液などを含有する補修モルタルであることを示しているが、収縮低減剤として高分子のオキシアルキレン誘導体を用いており、さらに硬化体の電気抵抗値は示していない。

セメント用収縮低減剤としては、アルコールのアルキレンオキサイド付加物のような有機系液体収縮低減剤が提案されている（特許文献３）。さらにアルコールのアルキレンオキサイド付加物を吸油性を有する無機系の粉状体に予め吸収させた粉状収縮低減剤が知られている（特許文献４）。

特許文献３、４には収縮低減剤の組成を示しているものの、これをセメント組成物に配合し、凝結促進剤を含有させた硬化体の電気抵抗値が長期に渡って小さくなることは示していない。

特許文献５には、Ａｌ_２Ｏ_３換算で７〜１２部、Ｎａ_２Ｏ換算で０．４〜６部、ＳＯ_３換算で１６〜２２部、フッ素が０．５〜７部の液体急結剤を用いると、吹付けコンクリートの跳ね返りが少なくなることを示しているが、膨張材や収縮低減剤を組み合わせ、硬化体の電気抵抗値を長期に渡って小さくなることは示していない。

特開２０１１−２１９３３３号公報特許第４７８５３５９号公報特開２００４−９１２５９号公報特開平２−１６４７５４号公報特開２００２−４７０４８号公報

本発明者らは、前記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、長期的な電気抵抗値が小さく、低収縮であり、１回の吹き付けで厚付けが可能であり、施工性に優れた吹付け用補修モルタル及びそれを用いた補修工法を提供する。

すなわち、本発明は、（１）セメント、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル系収縮低減剤、膨張材、減水剤、及び細骨材を含有するセメントモルタルに、Ａｌ_２Ｏ_３換算で７質量％以上の硫酸アルミニウム水溶液からなる凝結促進剤を配合してなり、さらに、セメント由来以外のカルシウムアルミネートと石膏を含まないことを特徴とする、材齢６ヶ月の硬化体の電気抵抗値が１０００Ωｍ以下である吹付け用補修モルタル、（２）セメント１００質量部に対して、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル系収縮低減剤が１〜１０質量部、膨張材が２〜１０質量部、減水剤が０．０２〜１質量部、細骨材が１００〜２５０質量部であり、Ａｌ_２Ｏ_３換算で７質量％以上の硫酸アルミニウム水溶液が固形分で０．２〜３．５質量部である、（１）の吹付け用補修モルタル、（３）繊維類を含有することを特徴とする（１）又は（２）の吹付け用補修モルタル、（４）（１）〜（３）のいずれかの吹付け用補修モルタルを用いて、劣化したコンクリートを取り除いた断面を修復することを特徴とするコンクリート構造物の補修工法、（５）吹付け用補修モルタルの硬化体の表面に、有機−無機複合型塗膜養生剤を塗布することを特徴とする（４）のコンクリート構造物の補修工法、（６）有機−無機複合型塗膜剤が、合成樹脂水性分散体、水溶性樹脂、及び膨潤性粘土鉱物を含有してなる（５）のコンクリート構造物の補修工法、（７）有機−無機複合型塗膜剤の膨潤性粘土鉱物が、合成フッ素雲母である（６）のコンクリート構造物の補修工法、である。

本発明の電気抵抗値の小さい吹付け用補修モルタルおよび補修工法を用いることで、長期的な電気抵抗値が小さく、低収縮であり、１回の吹き付けで厚付けが可能であり、さらに、モルタルをポンプで圧送し、吹付けノズル先端で圧縮空気とともに凝結促進剤を添加するため、ノズル先端まではモルタルの流動性は良好であり、ポンプ圧送性に優れた吹付け用補修モルタル及び補修工法が可能となる。そのため、これらを電気防食に適用することにより、コンクリート構造物中の鋼材の防食において、負荷電流値を小さくでき、高い防食効果が得られる。

以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本発明における部や％は特に規定しない限り、質量基準で示す。

本発明では、セメント、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル系収縮低減剤、膨張材、減水剤、及び細骨材を含有するセメントモルタルに、Ａｌ_２Ｏ_３換算で７質量％以上の硫酸アルミニウム水溶液からなる凝結促進剤を配合してなり、さらに、セメント由来以外のカルシウムアルミネートと石膏を含まないことを特徴とする、材齢６ヶ月の硬化体の電気抵抗値が１０００Ωｍ以下である吹付け用補修モルタルを調製する。

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はないが、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に規定された各種混合セメント、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、石灰石粉末等を混合したフィラー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、下記一般式（１）で表される化合物を無機粉末に含浸させたポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル系の収縮低減剤を使用する。
ＲＯ−（ＡＯ）ｎ−Ｈ（１）
（式中、Ｒは、炭素数１〜８のアルキル基を表し、ＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキン基を表し、ｎは、１〜１００の数を表す。）

一般式（１）で表される化合物のＲは、炭素数８以下のアルキル基を示し、炭素数が９以上の場合、十分な収縮低減効果が得られない。アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、２級ブチル基、ターシャリーブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、２級ペンチル基、ネオペンチル基、ターシャリーペンチル基、ヘキシル基、２級ヘキシル基、ヘプチル基、２級ヘプチル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基、２級オクチル基等が挙げられる。

一般式（１）で表される化合物のＡＯは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基を表し、例えば、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、オキシイソブチレン基等が挙げられる。高い収縮低減効果を得るためにオキシアルキレン基の炭素数は２又は３が好ましい。ｎはアルキレンオキサイドの付加モル数の平均を表し、１〜１００の数である必要があり、高い収縮低減効果を得るためには１〜２０が好ましく、２〜１５がより好ましく、２〜１０が更に好ましい。付加モル数の平均値ｎが１００を超える場合は十分な収縮低減効果が得られない。

無機粉体は、特に限定されるものではないが、セメント組成物が高い収縮低減効果を得るためにはＡｌ_２Ｏ_３、ＣａＣＯ_３、パーライト及びシリカが好ましく、ＣａＣＯ_３、パーライト及びシリカがより好ましく、パーライト及びシリカが更に好ましく、黒ずみ等の表面美観の低下が生じないためにシリカが最も好ましい。無機粉末は１種単独で使用してもよいし、２種以上の組み合わせで使用してもよい。

ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル系収縮低減剤の使用量は、セメント１００部に対して１〜１０部が好ましく、２〜８部がより好ましい。１部未満では収縮低減効果が得られず、１０部を超えると強度発現が阻害される場合がある。

本発明ではモルタルの流動性の調整を目的に減水剤を使用する。減水剤には、リグニンスルホン酸系、ナフタレンスルホン酸塩系、メラミンスルホン酸系、ポリカルボン酸系等が挙げられる。その種類は特に限定されるものではないが、これらのうち１種または２種以上が使用可能である。
流動性の保持性能の観点から、用いる減水剤はポリカルボン酸系が好ましく、その使用量は、セメント１００部に対して、０．０２〜１部が好ましく、０．１〜０．８部がより好ましい。０．０２部未満では、流動性を改善する効果が発揮されない場合があり、１部を超えると、流動性が良すぎ吹付けたときにダレや跳ね返りが多くなる場合がある他、セメントの凝結が遅れ、弱材齢での強度が低下する場合がある。

本発明で使用する膨張材は、モルタルの乾燥ひび割れを低減するために使用されるもので、特に限定されるものではないが、アウイン系、カルシウムアルミノフェライト系、石灰系等のものが挙げられる。
膨張材の使用量は、通常、セメント１００部に対して、２〜１０部が好ましく、４〜８部がより好ましい。２部未満ではモルタルのひび割れ防止が充分できない場合があり、１０部を超えて配合してもその効果の向上が期待できない。

本発明で使用する骨材は、特に限定されるものではないが、川、山、及び海から産出する天然骨材、軽量骨材、及びこれらの２種以上を併用した混合骨材等が使用できる。骨材は施工する現場で混合してもよいが、予めセメントと混合しておく場合は、骨材を乾燥させた乾燥骨材を使用すればよい。
骨材の使用量は、セメント１００部に対して、１００〜２５０部が好ましい。１００部未満では吹付けたときにダレが多くなったり、硬化後のひび割れが入りやすくなったり場合があり、２５０部を超えると跳ね返りが多くなったり、十分な硬化体強度が得られない場合がある。
骨材の最大粒度は２．５ｍｍ以下が好ましく、１．２ｍｍ以下がより好ましい。この範囲より大きい場合、跳ね返りが多くなったり、施工後の表面仕上げが困難になる場合がある。

本発明で凝結促進剤として使用する硫酸アルミニウム水溶液は、Ａｌ_２Ｏ_３換算で７％以上の硫酸アルミニウム水溶液で、より好ましくは7.5％以上の水溶液を使用する。また、本発明の硫酸アルミニウム水溶液は、未溶解の硫酸アルミニウム粒子を含んでいても良い。
硫酸アルミニウム水溶液は、単独、あるいは硫酸アルミニウム水溶液単独に凝結促進効果を害さない範囲で各種添加物を併用したものも使用可能である。本発明の硫酸アルミニウム水溶液単独に凝結促進効果を害さない範囲で各種添加物を併用したものとは、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン等に代表されるアミン類、硝酸カルシウム、硝酸ナトリウム、硝酸リチウム、硝酸カリウム等の硝酸塩、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム等の硫酸塩、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム等の硫酸水素塩、水酸化アルミニウム、氷晶石、炭酸アルミニウムを添加物とした硫酸アルミニウム水溶液を主成分とする凝結促進剤である。
Ａｌ_２Ｏ_３換算で７％未満の場合は、モルタル中に添加した場合、水溶液であるため、同時に単位水量も結果的に増加することから凝結促進の小さくなり、セメントに対する凝結促進剤の添加率を上げてもダレる場合があり、シマリが遅いため初期乾燥によるひび割れ発生する場合がある。
本発明の硫酸アルミニウム水溶液を主成分とする凝結促進剤の使用量は、セメント１００部に対して、固形分で０．２〜３．５部であり、０．５〜２．５部が好ましい。０．３部未満では、吹き付けてもダレたり、電気抵抗値が大きくなる場合があり、３．５部を超えると長期強度発現性を阻害するおそれがある。
凝結促進剤として使用する硫酸アルミニウム水溶液は、吹付けノズルの先端でモルタルと混合する。モルタルをスクイズポンプ等の圧送ポンプで圧送し、凝結促進剤を別の定量ポンプで別途圧送して、圧縮空気とともに吹付けノズル先端で混合する。凝結促進剤を混合する前は、圧送ホース内での流動性が優れるため、ポンプ圧送性は良好である。

本発明ではセメント由来以外のカルシウムアルミネートと石膏を含有しない。セメントはカルシウムアルミネートと石膏を含有しているが、急硬性を付与するなどの目的でセメントにカルシウムアルミネートと石膏などを添加しない。本発明では、これら急硬材成分を添加すると、長期材齢において硬化体の電気抵抗値が大きくなり、本発明の目的が達成できないものである。

本発明の吹付け用補修モルタル硬化体の電気抵抗率は、材齢６ヶ月において１０００Ωｍ以下である。電気抵抗値が大きくなると１０００Ωｍを超えると、電流が流れにくくなり、充分な防食効果が得られなくなる。
本発明でいう電気抵抗値とは、土木学会規準ＪＳＣＥ−Ｋ５６２−２００８「四電極法による断面修復材の体積抵抗率測定方法（案）」に準拠して測定を行なった供試体の電気抵抗値のことを示す。供試体の養生は、通常、養生時の相対湿度が大きいほど、電気抵抗値が小さくなる傾向にあるが、本発明では材齢２４時間で脱型後７日間封かん養生を行い、以降２０℃−６０％ＲＨしたものとする。

本発明では、吹付けたモルタルの曲げ耐力を向上させることを目的に、繊維類を配合して使用することが可能である。
繊維類としては、ビニロン繊維やプロピレン繊維に代表される高分子繊維類、鋼繊維、ガラス繊維、及び炭素繊維に代表される無機繊維類が挙げられ、特に限定されるものではない。
繊維類の使用量は、セメントモルタル１００容量部に対して、０．０５〜３容積部が好ましく、０．１〜２容積部がより好ましい。０．０５容積部未満では曲げ耐力や初期ひび割れ抵抗性を向上させる効果が発揮されない場合があり、３容積部を超えるとモルタルの流動性に悪影響を与える場合がある。
繊維の長さは、曲げ耐力の付与とポンプ圧送性を考慮して３〜４０ｍｍが好ましい。

本発明の吹付け用補修モルタルと混合する水量は、モルタルのポンプ圧送性、吹付け性、及び硬化物性を考慮し、通常、セメント１００部に対して、３０〜６０部が好ましく、３５〜５０部がより好ましい。３０部未満ではモルタルの流動性が低下したり、電気抵抗値が大きくなったりする場合があり、６０部を超えると強度発現性が低下する場合がある。

本発明の吹付け用補修モルタルの施工方法は、モルタルと水とを混合し、練混ぜたモルタルをポンプで圧送し、圧送途中で圧縮空気と硫酸アルミニウムを主成分とする凝結促進剤を合流混合して吹付ける方法であれば、吹付けシステムや方法は特に限定されるものではない。
本発明の吹付け材料で吹付けた面は、コテ仕上げを行わないでそのままの状態でもよく、美観を求められる場合はコテ仕上げを行うことも可能である。コテ仕上げを行える時間は、本発明の凝結促進剤の使用量および気温等によって異なるが、概ね、１０〜１２０分の範囲である。例えば、凝結促進剤使用量が多くなるほど、気温が高くなるほどコテ仕上げを行える時間は短くなり、凝結促進剤使用量が少なくなるほど、気温が低くなるほどコテ仕上げを行える時間は長くなる。コテ仕上げを行う場合は、コテ仕上げを行う層のみをコテ作業の時間を考慮して凝結促進剤の使用量を少なくして吹付けることも可能である。

本発明では、モルタル硬化体の表面に、有機−無機複合型塗膜養生剤を塗布することは、収縮量をさらに低減し、ひび割れを抑制できるばかりでなく、長期的に本硬化体の電気抵抗値を小さく保つことができることから好ましい。

防食工法では、エポキシ樹脂等による塗装もあるが、エポキシ樹脂等を塗装すると、陽極で発生した塩素ガスなどが透過しないため、陽極近傍のモルタルが劣化し、塗膜の変色や剥がれが起こる。
一方、本発明の有機−無機複合型塗膜養生剤では、水分の逸散を抑制するが、塩素ガスなどは緩やかに透過するため、モルタルや塗膜が劣化しないものである。

本発明の有機−無機複合型塗膜養生剤とは、合成樹脂水性分散体、水溶性樹脂、及び膨潤性粘土鉱物を、また、さらに、これらと架橋剤とを主成分とするものである。

ここで、合成樹脂水性分散体とは、一般的には合成樹脂エマルジョンであり、芳香族ビニル単量体、脂肪族共役ジエン系単量体、エチレン系不飽和脂肪酸単量体、及びその他の共重合可能な単量体の内から１種又は２種以上を乳化重合して得られるものである。
例えば、スチレンを主体としたスチレン・ブタジエン系ラテックス、スチレン・アクリル系エマルジョンやスチレンと共重合したメチルメタクリレート・ブタジエン系ラテックス、エチレン・アクリルエマルジョンである。合成樹脂エマルジョンには、カルボキシル基又はヒドロキシ基を有するものがより望ましい。
ここで、乳化重合は、重合すべき単量体を混合し、これに乳化剤や重合開始剤等を加え水系で行なう一般的な乳化重合方法である。
膨潤性粘土鉱物との配合安定性を得るには、アンモニア、アミン類、及びカセイソーダなどの塩基性物質を使用し、ｐＨ５以上に調整したものが好ましい。
合成樹脂水性分散体の粒子径は、一般的に１００〜３００ｎｍであるが、６０〜１００ｎｍ程度の小さい粒子径のものが好ましい。

水溶性樹脂としては、加工澱粉又はその誘導体、セルロース誘導体、ポリ酢酸ビニルの鹸化物又はその誘導体、スルホン酸基を有する重合体又はその塩、アクリル酸の重合体や共重合体又はこれらの塩、アクリルアミドの重合体や共重合体、ポリエチレングリコール、及びオキサゾリン基含有重合体等が挙げられ、そのうちの１種又は２種以上の使用が可能である。
水溶性樹脂としては、純水への溶解度が常温で１％以上であるものであれば良く、樹脂単位重量当たりの水素結合性基又はイオン性基が１０〜６０％であることが好ましい。
また、平均分子量は２，０００〜１，０００，０００が好ましい。
水溶性樹脂の使用量は、合成樹脂水性分散体の固形分１００部に対して、固形分換算で０．０５〜２００部が好ましい。

膨潤性粘土鉱物としては、スクメタイト属に属する層状ケイ酸塩鉱物が挙げられる。
例えば、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、マイカ、及びベントナイトなどである。これらは天然品、合成品、及び加工処理品のいずれであっても使用可能である。そのうち、日本ベントナイト工業会、標準試験方法ＪＢＡＳ−１０４−７７に準じた方法で測定した膨潤力が２０ｍｌ／２ｇ以上の粘土鉱物、特に、ベントナイトが好ましい。
また、イオン交換当量が１００ｇ当たり、１０ミリ当量以上ものが好ましい。
さらに、そのアスペクト比が５０〜５，０００のものが好ましい。アスペクト比とは、電子顕微鏡写真により求めた層状に分散した粘土鉱物の長さ／厚みの比である。
膨潤性粘土鉱物の使用量は、合成樹脂水性分散体の固形分１００部に対して、１〜５０部が好ましい。

架橋剤とは、水溶性樹脂や合成樹脂水性分散体が有するカルボキシル基、アミド基、及び水酸基等の親水性官能基と反応して、架橋、高分子化（三次元網目構造）、又は疎水化するものであり、カルボキシル基と付加反応を起こすオキサゾリン基を有するものが水溶性樹脂をも兼ねるので好ましい。
架橋剤の使用量は、合成樹脂水性分散体と水溶性樹脂の合計の固形分１００部に対して、固形分換算で０．０１〜３０部が好ましい。

本発明では、合成樹脂水性分散体、水溶性樹脂、及び膨潤性粘土鉱物を混合して、また、さらに、これらと架橋剤とを反応させて、有機−無機複合型塗膜養生剤を調製する。

有機−無機複合型塗膜養生剤の合成方法は、水溶性樹脂と膨潤性粘土鉱物をあらかじめ水中で混合した後に、合成樹脂水性分散体と架橋剤を混合する方法が好ましい。

有機−無機複合型塗膜養生剤の被覆方法は、均一に養生被覆膜が形成できる方法であれば特に限定されるものではなく、撒布したり、塗布したり、吹付けしたりすることが可能である。
有機−無機複合型塗膜養生剤は、吹付け用補修モルタルの凝結が終結した後、表面に塗布することが好ましい。時間が経つと、吹付け用補修モルタルの表面が乾燥し、ひび割れが発生しやすくなる。
このような有機−無機複合型塗膜養生剤としては、電気化学工業社の「ＲＩＳフルコート」や「クラッコフ」、東亞合成社の「ＣＡ２」シリーズを用いることができる。
本発明の吹付け用補修モルタル硬化体に、本発明の塗膜養生剤を塗布することにより、長さ変化率をさらに低減してひび割れを抑制するばかりでなく、長期的にモルタル硬化体の電気抵抗値を小さく保ち、防食効果を高めることができる。

有機−無機複合型塗膜養生剤の使用量は、特に限定されるものではないが、１ｍ^２当たり、１００〜５００ｇが好ましく、１５０〜４００ｇがより好ましい。１００ｇ未満では、長期的に電気抵抗値を小さく保つ効果が充分でなくなる場合があり、５００ｇを超えると、塩素ガスなどが透過しにくくなる場合がある。

本発明では、必要に応じＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤、ＡＥ剤、消泡剤、防錆剤、撥水剤、ベントナイト等の粘土鉱物、抗菌剤等の各種セメント混和剤を併用することが可能である。

以下に実験例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実験例に限定されるものではない。

「実験例１」
セメントと、セメント１００部に対し、骨材１６０部、収縮低減剤５部、膨張材６部と減水剤0.25部と表1に示す急硬材と凝結調節剤を加えたドライセメントモルタルを調製した。
このドライセメントモルタルに、セメント１００部に対して水４０部を加えモルタルミキサで練混ぜ、これに凝結促進剤を添加し１０秒間練混ぜて作製したモルタル硬化体について、圧縮強度、長さ変化率、硬化体の電気抵抗値、及びひび割れ抵抗性を測定した。

（使用材料）
セメント：普通ポルトランドセメント（市販品）
骨材：新潟県青海町産石灰砂乾燥品最大粒径１．２ｍｍ
膨張材イ：カルシウムサルフォアルミネート系膨張材（市販品）
収縮低減剤Ａ：ポリオキシアルキレン誘導体ＨＯ−（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_１８９−Ｈ（市販品）
収縮低減剤Ｂ：ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル（市販品）
減水剤：ポリカルボン酸系減水剤（市販品）
急硬材：非晶質１２ＣａＯ・７Ａｌ_２Ｏ_３とＩＩ型無水石膏の等量混合物
凝結調節剤：凝結調整剤：試薬１級のクエン酸２５部と試薬１級の炭酸カリウム７５部の混合物
凝結促進剤Ａ：硫酸アルミニウム水溶液Ａｌ_２Ｏ_３含有率８．１質量％

（試験方法）
長さ変化率（収縮率）：ＪＩＳＡ１１７１に準拠した。測定材齢は２８日。
圧縮強度：ＪＩＳＲ５２０１に準拠した。測定材齢は２８日、９１日。
電気抵抗値：土木学会規準ＪＳＣＥ−Ｋ５６２−２００８「四電極法による断面修復材の体積抵抗率測定方法（案）」に準拠した。供試体は材齢２４時間で脱型後７日間封かん養生を行い、以降２０℃−６０％ＲＨ養生。測定材齢は２８日，９１日，６ヶ月
電気抵抗値の測定条件
・印加交流電圧（Ｖ）：５Ｖ
・周波数：７３．３Ｈｚ
・試験体の断面積（Ａ）：０．０１６ｍ^２
・電位差電極間の距離（Ｌ）：０．０４ｍ
ひび割れ抵抗性：東日本高速道路株式会社、中日本高速道路株式会社、西日本高速道路株式会社ＪＨＳ−４３２「断面修復用吹付けモルタルの試験方法ひび割れ抵抗性試験方法」による

収縮低減剤の種類別の効果を検証した、実験No.1-1と実験No.1-7の比較において、材齢２８日から９１日までの収縮率が実験No.1-7比べ実験No.1-1の方が大きい値を示している。このことから硬化体内部にミクロレベルの微細な縁切れができたことで比較例1-1の方が電気抵抗値が高かったものと推定する。
また、急硬材を添加した実験No.1-10,1-11は、急硬材の反応により自由水が固定されたことで、実施例に比べ電気抵抗値が高かったものと推定する。
さらに、実験No.1-2の硫酸アルミニウム水溶液の無添加配合の電気抵抗値は、実験No.1-3〜1-9の添加品に比べ高値を示している。これは、硫酸アルミニウムの電解質イオンの存在によるものではないかと推察する。

「実験例２」
表２に示す膨張材と収縮低減剤Ｂを用い、実験No.1-7において、膨張材の種類と量を変えたこと以外は、実験例1と同様な試験を行った。試験結果を表2に併記する。

（使用材料）
膨張材ロ：カルシウムアルミノフェライト系膨張材（市販品）

「実験例３」
収縮低減剤Ｂを用い、実験No.1-7において、表３に示す練混ぜ水量を変えたこと以外、実験例１と同様な試験を行った。試験結果を表３に併記する。

「実験例４」
実験例１の実験No.1-7において、表4に示すように、凝結促進剤の種類と量を変え、さらに、繊維類を加えドライモルタルを調製した。このドライセメントモルタルに、セメント１００部に対して水４０部を加え、左官ミキサで練混ぜセメントモルタルを調製した。このセメントモルタルを圧送し、途中で、凝結促進剤として硫酸アルミニウム水溶液をセメント１００部に対して固形分で表に示すようになるように圧縮空気と共に加え吹き付け、厚付け性と受風下でのひび割れ抵抗性を測定した。結果を表4に示す。

（使用材料）
繊維類：ビニロン繊維長さ６ｍｍ×繊維径２００μｍ（市販品）
凝結促進剤Ｂ：硫酸アルミニウム水溶液Ａｌ_２Ｏ_３含有率７．２％
凝結促進剤Ｃ：硫酸アルミニウム水溶液Ａｌ_２Ｏ_３含有率６．５％

（試験方法）
厚付け性：コンクリートでできた天井面とノズル先端の距離を５０ｃｍとしてモルタルを吹き付け、落下しないで天井面に付着している最大の厚さ。
受風下でのひび割れ抵抗性：既設コンクリート板の上に、縦３０ｃｍ、横３０ｃｍ、厚さ３ｃｍとなるように打設し、打設直後から３０℃−３５％ＲＨにおいて風速３ｍ／ｓの風を当てて、ひび割れ抵抗性を測定した。

「実験例５」
実験No.1-7で使用したモルタルを使用し、表３に示すように、有機−無機複合型塗膜養生剤の塗布量を変えて塗布したこと以外は実験例１と同様に行った。なお、比較のために、従来の塗膜養生剤を使用した場合についても同様に行った。結果を表５に併記する。

（使用材料）
塗膜養生剤Ａ：有機−無機複合型塗膜養生剤（アクリル樹脂−フッ素雲母の複合型塗膜養生剤）
塗膜養生剤Ｂ：ＥＶＡ系塗膜養生剤（従来の塗膜養生剤）、市販品

「実験例６」
実験No.1-7で使用したモルタルを使用して、ポンプ圧送性を確認した。比較として市販の吹付け用ポリマーセメントを用いた。施工システムは次の通りとした。練混ぜたモルタルをモルタルホッパーに入れ、スクイズポンプで所定の長さの耐圧ホースを接続し、先端に吹付けノズルを接続して、吹付けノズル先端で圧縮空気によりモルタルと凝結促進剤を混合・吹付けした。そのときのホース延長とポンプの吐出圧の関係を測定した。

(使用材料)
吹付け用ポリマーセメントモルタル；市販品

（使用機器）
圧送ポンプ：スクイズポンプ（３．７ｋＷ）
圧送ホース：内径４０ｍｍ
圧送ホースの長さ：１０〜１２０ｍ

表６より、吹付け用ポリマーセメントモルタルは、圧送距離５０ｍで吐出圧が２．７ＭＰａであり、本発明品は１００ｍ圧送しても、吐出圧は２．１ＭＰａとなっており、ポリマーセメントモルタルの２倍以上の距離を圧送することができることが分かる。

本発明の電気抵抗値の小さい吹付け用補修モルタルおよび補修工法を用いることで、長期的な電気抵抗値が小さく、低収縮であり、１回の吹き付けで厚付けが可能であり、ポンプ圧送性に優れた吹付け用補修モルタル及び補修工法が可能となる。そのため、これらを電気防食に適用することにより、コンクリート構造物中の鋼材の防食において、負荷電流値を小さくでき、高い防食効果が得られるので、土木・建築分野で広範に使用できる。

Claims

セメント、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル系収縮低減剤、膨張材、減水剤、及び細骨材を含有するセメントモルタルに、Ａｌ_２Ｏ_３換算で７質量％以上の硫酸アルミニウム水溶液からなる凝結促進剤を配合してなり、さらに、セメント由来以外のカルシウムアルミネートと石膏を含まないことを特徴とする、材齢６ヶ月の硬化体の電気抵抗値が１０００Ωｍ以下である吹付け用補修モルタル。
セメント１００質量部に対して、ポリオキシアルキレンモノアルキルエーテル系収縮低減剤が１〜１０質量部、膨張材が２〜１０質量部、減水剤が０．０２〜１質量部、細骨材が１００〜２５０質量部であり、Ａｌ_２Ｏ_３換算で７質量％以上の硫酸アルミニウム水溶液が固形分で０．２〜３．５質量部である、請求項１に記載の吹付け用補修モルタル。
繊維類を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の吹付け用補修モルタル。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の吹付け用補修モルタルを用いて、劣化したコンクリートを取り除いた断面を修復することを特徴とするコンクリート構造物の補修工法。
吹付け用補修モルタルの硬化体の表面に、有機−無機複合型塗膜養生剤を塗布することを特徴とする請求項４に記載のコンクリート構造物の補修工法。
有機−無機複合型塗膜剤が、合成樹脂水性分散体、水溶性樹脂、及び膨潤性粘土鉱物を含有してなる請求項５に記載のコンクリート構造物の補修工法。
有機−無機複合型塗膜剤の膨潤性粘土鉱物が、合成フッ素雲母である請求項６に記載のコンクリート構造物の補修工法。