JP2014152584A - コンクリート構造物及びコンクリート表面の被覆方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリート表面が塗膜で被覆されたコンクリート構造物におけるコンクリート表面からのコンクリート片の剥落を施工コストの低減を図りつつ良好に抑制することができるコンクリート構造物及びコンクリート表面被覆方法を提供する。
【解決手段】コンクリート構造物１１は、コンクリート表面１９がイソシアネート成分とポリアミン成分とを含む樹脂製の塗膜２０で被覆されている。具体的には、塗膜２０で表面が被覆された供試体を用いて行うコンクリート押し抜き試験での変位が１０ｍｍ以上における最大荷重をコンクリート表面１９から剥落する平均的なコンクリート片２８の想定荷重とみなし、当該想定荷重に応じて当該想定荷重が小さい場合には当該想定荷重が大きい場合よりも膜厚が０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内で薄くなるように設定された塗膜２０により、コンクリート表面１９が被覆されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、コンクリート表面が塗膜で被覆されたコンクリート構造物及びコンクリート表面の被覆方法に関する。

一般に、コンクリート構造物は、コンクリートの中性化や塩害、アルカリ骨材反応などの経年劣化により、コンクリート内部の鉄筋が腐食することがある。そして、鉄筋の腐食に伴う膨張圧によって、鉄筋に対するコンクリートのかぶり部分がコンクリート表面からコンクリート片となって剥落する虞があった。そこで、こうしたコンクリート片の剥落を抑制するために、高強度の塗膜でコンクリート構造物のコンクリート表面を被覆する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

例えば、コンクリート構造物の一種であるトンネルの場合は、その覆工コンクリート表面にプライマー塗装が施された後、そのプライマー塗装箇所にイソシアネート成分とポリアミン成分とを含む硬化型ポリウレア系スプレー材料が吹き付けられることにより樹脂製の塗膜が形成される。そして、この場合の塗膜に関しては、例えばポリウレア系樹脂層を２ｍｍ以上の膜厚となるように形成することが、塗膜の強度を維持する上では好ましいとされている。

特開２００４−２１８３５２号公報

ところで、コンクリート表面に形成される塗膜は、その膜厚が厚すぎると、塗膜形成のために費やされる施工時間及び樹脂の使用量が多大となり、施工コストが増大してしまうという問題がある。一方、塗膜の膜厚が薄すぎると、コンクリート片の剥落を抑制し得るだけの強度が得られなかったりするという問題がある。そのため、塗膜の形成に際しては、その膜厚の調整が重要事項であるところ、従来は、塗膜の強度を確実に維持するためには、ポリウレア系樹脂からなる塗膜を２ｍｍ以上の厚みで形成すればよいと提案するだけであり、実用的には更なる改善が望まれていた。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンクリート表面が塗膜で被覆されたコンクリート構造物におけるコンクリート表面からのコンクリート片の剥落を施工コストの低減を図りつつ良好に抑制することができるコンクリート構造物及びコンクリート表面の被覆方法を提供することにある。

上記課題を解決するコンクリート構造物は、イソシアネート成分とポリアミン成分とを含む樹脂製の塗膜であって且つ当該塗膜で表面が被覆された供試体を用いて行うコンクリート押し抜き試験での変位が１０ｍｍ以上における最大荷重が１００Ｎ以上である前記塗膜によってコンクリート表面が被覆され、前記塗膜の膜厚が、０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内で、前記コンクリート表面から剥落するコンクリート片の想定荷重を前記最大荷重とした場合の当該最大荷重の大きさに応じて設定されている。

この構成によれば、塗膜は、その膜厚が０．５ｍｍ未満でないため、コンクリート片の剥落を抑制可能な強度が得られるとともに、その膜厚が５ｍｍを越えないため、塗膜形成のために費やす施工時間及び樹脂の使用量を低減できる。

また、所定の膜厚の塗膜で表面が被覆された供試体に対してコンクリート表面から剥落するコンクリート片の想定荷重に対応した荷重をかけて最大耐力（最大荷重）を調査するコンクリート押し抜き試験を行えば、剥落するコンクリート片の想定荷重に応じて塗膜の膜厚をどのように設定すればよいかも判断できる。したがって、そのようにコンクリート表面から剥落するコンクリート片の想定荷重をコンクリート押し抜き試験での最大荷重とした場合の当該最大荷重の大きさに応じて塗膜の膜厚を設定すれば、薄すぎず且つ厚すぎない好適な膜厚の塗膜により、コンクリート表面からコンクリート片が剥落するのを抑制できる。

また、コンクリート構造物において、例えば内部の鉄筋に対するコンクリートのかぶりが比較的小さい箇所は、かぶりが比較的大きい箇所よりも、コンクリート片の剥落の発生頻度が高いという傾向がある。その一方、こうしたコンクリートのかぶりが比較的小さい箇所は、かぶりが比較的大きい箇所よりも、コンクリート表面から剥落するコンクリート片が相対的に小さいという傾向がある。そのため、こうしたコンクリートのかぶりが比較的小さい箇所のコンクリート表面から剥落するコンクリート片の想定荷重は小さく見積もることが可能である。したがって、こうした箇所を被覆する塗膜については、その膜厚を一律に厚く設定するのではなく、想定荷重に応じて、当該想定荷重が小さい場合には想定荷重が大きい場合よりも薄くなるように設定すれば、施工コストの低減に大きく貢献することができる。

上記コンクリート構造物において、前記塗膜は前記最大荷重が３００Ｎ以上であることが好ましい。
例えば、内部の鉄筋に対するコンクリートのかぶりの大きさが同じであったとしても、コンクリート表面に沿う方向での配筋間隔にばらつきがあると、鉄筋の腐食に伴う膨張圧によって剥落するコンクリート片の大きさにもばらつきが生じる可能性がある。この点、上記構成によれば、塗膜はそのコンクリート押し抜き試験での最大荷重が余裕を見込んで１００Ｎの３倍の３００Ｎとされているので、剥落しようとするコンクリート片の大きさに少々のばらつきがあっても、ある程度の余裕をもって対処することができる。

上記コンクリート構造物においては、前記塗膜の膜厚をＴ、前記最大荷重をＰとしたとき、Ｔ≧Ｐ／６００となるように前記塗膜の膜厚が設定されていることが好ましい。
この構成によれば、コンクリート片の剥落を、剥落が想定されるコンクリート片の想定荷重に適合した強度を有する膜厚の塗膜によって、より一層好適に抑制することが可能となる。

また、上記コンクリート構造物においては、前記塗膜の膜厚をＴ、前記最大荷重をＰとしたとき、Ｔ≧Ｐ／１２００となるように前記塗膜の膜厚が設定されていてもよい。
この構成によっても、コンクリート片の剥落を、剥落が想定されるコンクリート片の想定荷重に適合した強度を有する膜厚の塗膜によって、より一層好適に抑制することが可能となる。

上記コンクリート構造物において、前記塗膜は前記コンクリート表面に下塗りとして施されたプライマー塗装の上からコンクリート表面を被覆するように設けられるのが好ましい。

この構成によれば、プライマー塗装がコンクリート表面に対する塗膜の接着力を強化するため、コンクリート表面から剥落する虞のあるコンクリート片の想定荷重にばらつきがあって過大な荷重が塗膜にかかるような場合にも、十分に強度のある塗膜がコンクリート表面に強固に付着した状態を維持しつつ、その剥落を好適に抑制することができる。

上記課題を解決するコンクリート表面の被覆方法は、コンクリート構造物におけるコンクリート表面をイソシアネート成分とポリアミン成分とを含む樹脂製の塗膜で被覆するコンクリート表面の被覆方法において、前記塗膜で表面が被覆された供試体を用いて行うコンクリート押し抜き試験での変位が１０ｍｍ以上における最大荷重が１００Ｎ以上の塗膜であって且つ膜厚が０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内で前記コンクリート表面から剥落するコンクリート片の想定荷重を前記最大荷重とした場合の当該最大荷重の大きさに応じた膜厚に設定された塗膜により、前記コンクリート表面を被覆する。

この構成によれば、上記コンクリート構造物における作用効果と同様の作用効果を享受することができる。

本発明によれば、コンクリート表面が塗膜で被覆されたコンクリート構造物におけるコンクリート表面からのコンクリート片の剥落を施工コストの低減を図りつつ良好に抑制することができる。

コンクリート構造物の一例である高速道路の高架橋のコンクリート表面を塗膜で被覆する作業状態を示す模式図。 コンクリート表面が塗膜で被覆されたコンクリート構造物の模式図。 コンクリート押し抜き試験の試験結果を示す図であり、（ａ）は剥落の耐荷性能規格が１００Ｎ以上の塗膜の場合の図、（ｂ）は剥落の耐荷性能規格が５００Ｎ以上である塗膜の場合の図。 コンクリート押し抜き試験での載荷状態を示す模式断面図。 コンクリート押し抜き試験でコア部が破壊された状態を示す模式断面図。 コンクリート押し抜き試験でコア部が破壊された後の更なる載荷状態を示す図であり、（ａ）はその模式断面図、（ｂ）はその下面図。 コンクリート押し抜き試験で得られる荷重−変位曲線のグラフ。 コンクリート構造物におけるコンクリート表面部分の模式断面図であって、（ａ）は初期段階の模式断面図、（ｂ）は鉄筋が腐食し始めた段階の模式断面図、（ｃ）は鉄筋に対するかぶり部分に亀裂が生じた段階の模式断面図、（ｄ）はコンクリート表面からコンクリート片が分離した段階の模式断面図。

以下、コンクリート構造物の一実施形態について、そのコンクリート表面の被覆方法と共に、図を参照して説明する。
図１に示すように、コンクリート構造物の一例である高速道路の高架橋１１は、鉄筋コンクリート製であり、地上面１２から立脚する橋脚部１３と、橋脚部１３上に架設される底版部１４と、底版部１４の側縁などから立設される高欄部１５を備えている。そして、橋脚部１３、底版部１４及び高欄部１５の各コンクリート表面１９には、高所作業車１６の作業台に乗った作業者１７が樹脂製のスプレー材料を吹き付けることにより、コンクリート片２８（図８参照）の剥落を抑制可能な塗膜２０が形成される。

図２において模式的に示すように、高架橋１１における高欄部１５（及び橋脚部１３、底版部１４）のコンクリート内部には、補強用の鉄筋１８がコンクリート表面１９に沿う方向へ所定の間隔をおいて配筋されている。そして、そのコンクリート表面１９に樹脂製の塗膜２０が所定の膜厚Ｔで形成されている。なお、この場合の塗膜２０の材料は、イソシアネート成分とポリアミン成分とを含む硬化型のポリウレア系樹脂であって、例えば、LINE-X LLC（所在地：米国アラバマ州ハンツビル）製の「LINE-X・XS-100」や「LINE-X・XS-350」が用いられる。

因みに、「LINE-X・XS-100」は、イソシアネート混合物のLINE-X・XS-100・Ａ剤（硬化剤）とポリオール・芳香族ジアミン混合物であるLINE-X・XS-100・Ｂ剤（樹脂）を加熱混合したポリウレア・ポリウレタン混成のエラストマー（ゴムのような高弾性を示す高分子物質）である。一方、「LINE-X・XS-350」は、イソシアネート混合物のLINE-X・XS-350・Ａ剤（硬化剤）とポリオール・芳香族ジアミン混合物であるLINE-X・XS-350・Ｂ剤（樹脂）を加熱混合した100%ポリウレアのエラストマーである。

そして、これらのポリウレア系樹脂の物性（ＡＳＴＭ規格）について、例えば引っ張り強度（試験方法：ＡＳＴＭ Ｄ４１２）は、「LINE-X・XS-100」の場合が１４．８０Ｎ／ｍｍ^２である一方、「LINE-X・XS-350」の場合は１３．８６Ｎ／ｍｍ^２である。同様に、引き裂き強さ（試験方法：ＡＳＴＭ Ｄ６２４）は、「LINE-X・XS-100」の場合が５１．７Ｎ／ｍｍである一方、「LINE-X・XS-350」の場合は８７．０Ｎ／ｍｍであり、これらを材料とする塗膜２０が被覆するコンクリート表面１９から剥落しようとするコンクリート片２８の荷重を支持するのに十分な強度を有している。

なお、これらのポリウレア系樹脂でコンクリート表面１９を被覆する塗膜２０の膜厚は０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内であることが好ましい。その理由は、膜厚が０．５ｍｍ未満であると、コンクリート片の剥落を抑制し得るだけの強度が得られなかったりするからである。その一方、膜厚が５ｍｍを超えると、塗膜２０の形成のために費やされる施工時間及び樹脂の使用量が多大となり、施工コストが増大してしまうからである。

また、塗膜２０は、下地処理をしたコンクリート表面１９にポリウレア系樹脂のスプレー材料を吹き付けて形成するが、その吹き付け前にコンクリート表面１９にはプライマー塗装を施すことが好ましい。プライマー塗装を施すと、そのプライマーの有する接着力が加わってコンクリート表面１９に対する塗膜２０の付着力が強化される。そのため、例えば鉄筋１８に対するコンクリートのかぶりが比較的大きくて、コンクリート表面１９から剥落する虞のあるコンクリート片２８の想定荷重が大きく見込まれる場合は、プライマー塗装を施すことが好ましい。また、コンクリート片２８の大きさにばらつきがあって、想定荷重が予想に反して大きい場合などにも、プライマー塗装を施してあれば対処が容易になる。

その一方、例えば鉄筋１８に対するコンクリートのかぶりが比較的小さくて、コンクリート表面１９から剥落する虞のあるコンクリート片２８の想定荷重が小さく見込まれる場合は、こうしたプライマー塗装を省略してもよい。ポリウレア系樹脂は、それ自体も強固な接着力を有しているので、コンクリート表面１９から剥落する虞のあるコンクリート片２８の想定荷重が過大でない限り、そのコンクリート片２８の荷重がかかった状態でも、コンクリート表面１９に対する付着力を維持可能である。

次に、上記塗膜２０によるコンクリート表面１９の被覆方法について説明する。
まず、コンクリート表面１９にポリウレア系樹脂を吹き付けて塗膜２０を形成する前に当該塗膜２０の膜厚Ｔが設定される。この場合、膜厚Ｔは、０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内で、コンクリート表面１９から剥落するコンクリート片２８の想定荷重に応じて、所定の膜厚Ｔとなるように設定される。

例えば、鉄筋１８に対するコンクリートのかぶりが比較的大きかったり、コンクリート表面１９に沿う方向の鉄筋１８の間隔が比較的狭かったりして、剥落するコンクリート片２８の体積及び想定荷重が大きく見込まれるコンクリート表面１９の場合は、塗膜２０の膜厚Ｔが相対的に厚く設定される。一方、鉄筋１８に対するコンクリートのかぶりが比較的小さかったり、コンクリート表面１９に沿う方向での鉄筋１８の間隔が比較的広かったりして、剥落する虞のあるコンクリート片２８の体積及び想定荷重が小さく見込まれるコンクリート表面１９の場合には、塗膜２０の膜厚Ｔが相対的に薄く設定される。

以下、塗膜２０の膜厚Ｔとコンクリート片２８の想定荷重との関係について説明する。
図３（ａ）（ｂ）は、ポリウレア系樹脂の塗膜２０でコンクリート表面１９が被覆された供試体２１（図４〜図６参照）を用いて行ったコンクリート押し抜き試験での試験結果を示している。すなわち、図中にプロットされた各印は、塗膜２０の膜厚Ｔが当該印と対応する厚さの場合におけるコンクリート片２８の剥落に対する最大耐力の評価値を押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐという荷重概念で示している。なお、図中にプロットされた複数の印のうち、○印はプライマー塗装ありの場合の試験結果を示し、□印はプライマー塗装なしの場合の試験結果を示している。また、図３（ａ）は、塗膜２０の樹脂材料が「LINE-X・XS-100」である場合の試験結果を示し、図３（ｂ）は、塗膜２０の樹脂材料が「LINE-X・XS-350」である場合の試験結果を示している。

次に、上記試験結果を得るために行ったコンクリート押し抜き試験について説明する。
図４〜図６に示すように、コンクリート押し抜き試験は、コンクリート製の基板からなる供試体２１の表面（コンクリート表面１９）を、試験しようとする膜厚Ｔの塗膜２０で被覆し、その供試体２１の裏面（塗膜２０で被覆した表面とは反対側の面）側から荷重をかけて、その膜厚Ｔでの塗膜２０の荷重に対する最大耐力を試験するものである。

本実施形態における供試体２１には、ＪＩＳ Ａ ５３７２附属書５に規定する上ぶた式Ｕ字側溝（ふた）の１種呼び名３００（縦４００×横６００×厚さ６０ｍｍ）を使用した。そして、この供試体２１の中央部を直径１０ｍｍの形状でコンクリート用コアドリルにより円環状の溝２２で囲まれたコア部２３ができるようにコア抜きをした。その際のコア抜き方向は供試体２１の裏面（塗膜２０で被覆する表面とは反対側の面）側からとし、コア部２３の周りの溝２２の深さは供試体２１の裏面より５５±３．０ｍｍとした。そして、その供試体２１における表面の中心部を縦４００ｍｍ×横４００ｍｍの塗膜２０で被覆した。

図４に示すように、コンクリート押し抜き試験を行う際には、このようにして製作した供試体２１を、その塗膜２０の形成された表面が下向きとなるようにし、４５０±５ｍｍの間隔をおいて配置された一対の支点２４上にセットした。そして、オートグラフ（島津製作所製）などの試験機を用いて、供試体２１におけるコア部２３の中央部に鉛直、均等に荷重がかかるように球座２５等を挟んで載荷し、塗膜２０の押し抜き方向への押し抜き変位δ及び押し抜き方向への押し抜き荷重Ｐａを測定した。なお、その測定結果は、図７に示すような荷重−変位曲線Ｊにより表される。

なお、コンクリート押し抜き試験での載荷速度は、押し抜き荷重が初期ピーク値となるコア部２３のコンクリートが破壊されるまでは１ｍｍ／分の速度とした。そして、図５に示すように、コア部２３のコンクリートが破壊された後は、載荷速度を５ｍｍ／分とした上で、図６（ａ）（ｂ）に示すように、さらに載荷を継続しつつ、コア部２３が破壊された初期ピーク値後に表れる押し抜き荷重Ｐａの最大値である押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐを測定した。そして、その押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐを測定した後、測定される荷重が押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐに対して５０％程度まで低下した段階で、載荷を終了した。なお、測定される荷重が押し抜き抵抗力（最大荷重）に対して５０％程度まで低下する迄に押し抜き変位δが５０ｍｍを越えるようになった場合には、その段階で載荷を終了してもよい。

ここで、押し抜き荷重Ｐａの変化状況について説明すると、図７に示す荷重−変位曲線Ｊから理解されるように、供試体２１に対する載荷の開始後において、押し抜き荷重Ｐａは、まず、コア部２３が破壊されたとき初期ピーク値となり、その後、一旦は落ち込むものの、再び上昇するようになる。そして、押し抜き変位δが１０ｍｍ以上において表れる押し抜き荷重Ｐａの最大値が押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐとして測定される。因みに、押し抜き変位δが１０ｍｍ以上になってから表れる押し抜き荷重Ｐａの最大値を押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐとする理由は、押し抜き変位δが１０ｍｍ未満で破断する可能性のある塗膜２０ではコンクリート片２８の剥落に耐えることができないからである。

また、押し抜き変位δが１０ｍｍ以上における押し抜き荷重Ｐａの最大値たる押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐの目標荷重レベルについては、コンクリート表面１９から剥離するコンクリート片２８の想定荷重を押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐとする関係から、かかる想定荷重以上であることを条件とした。そのため、樹脂材料が「LINE-X・XS-100」である塗膜２０の場合は、その用途が比較的かぶりの小さい箇所の被覆用であり、そうした箇所からの剥落が想定される縦３００×横５００×厚さ３０ｍｍのコンクリート片２８の重量は約１０ｋｇであることから、押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐの目標荷重は１００Ｎ以上とした。一方、樹脂材料が「LINE-X・XS-350」である塗膜２０の場合は、その用途が比較的かぶりの大きい箇所の被覆用であり、そうした箇所からの剥落が想定される縦６５０×横６５０×厚さ５０ｍｍのコンクリート片２８の重量は約５０ｋｇであることから、押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐの目標荷重は５００Ｎ以上とした。

なお、コンクリート内部の鉄筋１８に対するかぶりの大きさが同じであったとしても、コンクリート表面１９に沿う方向での配筋間隔にばらつきがあると、鉄筋の腐食に伴う膨張圧によって剥落するコンクリート片２８の大きさにもばらつきが生じる可能性がある。そのため、こうしたばらつきを考慮して、剥落するコンクリート片２８の想定荷重も余裕をもって多めに見込んでおくことが好ましい。

そこで、樹脂材料が「LINE-X・XS-100」である塗膜２０の場合は、そのコンクリート押し抜き試験での押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐの目標荷重が余裕を見込んで１００Ｎの３倍の３００Ｎとされるのが好ましい。一方、樹脂材料が「LINE-X・XS-350」である塗膜２０の場合は、同じく余裕を見込んで、そのコンクリート押し抜き試験での押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐの目標荷重は５００Ｎの３倍の１５００Ｎとするのが好ましい。

以上のようなコンクリート押し抜き試験は、塗膜２０の材料となるポリウレア系樹脂の種類ごとに、コンクリート表面１９にプライマー塗装がある場合と無い場合に分けて、様々な膜厚Ｔごとに実施した。

その結果、塗膜２０の材料が「LINE-X・XS-100」である場合は、図３（ａ）に示すように、塗膜２０の膜厚Ｔを０．５ｍｍ以上に設定した複数の供試体２１において、その塗膜２０の最大耐力（最大荷重）が１００Ｎ以上である場合の様々な膜厚Ｔごとの押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐを試験結果として得た。一方、塗膜２０の材料が「LINE-X・XS-350」である場合は、図３（ｂ）に示すように、塗膜２０の膜厚Ｔを０．５ｍｍ以上に設定した複数の供試体２１において、その塗膜２０の最大耐力（最大荷重）が約５００Ｎ以上である場合の様々な膜厚Ｔごとの押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐを試験結果として。

そして、図３（ａ）に示す試験結果からは、樹脂材料が「LINE-X・XS-100」である塗膜２０の場合には、膜厚Ｔと押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐとの関係を一次関数式によって表したＴ＝Ｐ／６００という設定基準線Ｓが得られることから、想定荷重に耐え得る塗膜２０の膜厚ＴはＴ≧Ｐ／６００となるように設定すればよい、ということが示唆される。同様に、図３（ｂ）に示す試験結果からは、樹脂材料が「LINE-X・XS-350」である塗膜２０の場合は、膜厚Ｔと押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐとの関係を一次関数式によって表したＴ＝Ｐ／１２００という設定基準線Ｓが得られることから、想定荷重に耐え得る塗膜２０の膜厚ＴはＴ≧Ｐ／１２００となるように設定すればよい、ということが示唆される。

そこで次に、以上のように構成されたコンクリート構造物（高架橋１１）の作用を説明する。
さて、図８（ａ）に示すように、コンクリート内部に鉄筋１８が配された高架橋１１のコンクリート表面１９を塗膜２０で被覆する場合は、その鉄筋１８に対するコンクリートのかぶり２６の大きさ等を判断基準にして、そのコンクリート表面１９から剥落する虞のあるコンクリート片２８の荷重を想定する。そして、コンクリートのかぶりが比較的小さい場合は、樹脂材料が「LINE-X・XS-100」である塗膜２０が選択され、膜厚Ｔと押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐとの関係においてＴ≧Ｐ／６００という式を満足する膜厚Ｔでコンクリート表面１９に形成される。

次に、図８（ｂ）に示すように、そのような塗膜２０にてコンクリート表面１９が被覆された高架橋１１において、経年劣化等で鉄筋１８が腐食すると、鉄筋１８の周囲に腐食部分２７ができてしまう。すると次に、図８（ｃ）に示すように、その腐食に伴う膨張圧により、かぶり２６の部分に亀裂が生じてしまう。そして次に、図８（ｄ）に示すように、かぶり２６の部分がコンクリート片２８となってコンクリート表面１９から分離するようになる。

このように、コンクリート表面１９から分離したコンクリート片２８は、重力の作用で下方へ剥落しようとするが、コンクリート表面１９を被覆している樹脂製の塗膜２０が、適度な引っ張り強度を有して伸張しつつ、剥落しようとするコンクリート片２８を保持する。このとき、塗膜２０は、剥落しようとするコンクリート片２８の想定荷重に対応した押し抜き抵抗力（最大荷重）ＰをＴ≧Ｐ／６００という式に代入して求めた膜厚Ｔに設定されるため、必要最低限の膜厚に設定した場合には施工コストが大いに低減される。

上記実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）塗膜２０は、その膜厚Ｔが０．５ｍｍ未満でないため、コンクリート片２８の剥落を抑制可能な強度が得られるとともに、その膜厚Ｔが５ｍｍを越えないため、塗膜２０の形成のために費やす施工時間及びポリウレア系樹脂の使用量を低減できる。

（２）所定の膜厚Ｔの塗膜２０で表面が被覆された供試体２１に対してコンクリート表面１９から剥落するコンクリート片２８の想定荷重に対応した荷重をかけて最大耐力（最大荷重）を調査するコンクリート押し抜き試験を行えば、剥落するコンクリート片２８の想定荷重に応じて塗膜２０の膜厚Ｔをどのように設定すればよいかも判断できる。したがって、コンクリート表面１９から剥落するコンクリート片２８の想定荷重をコンクリート押し抜き試験での押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐとした場合の当該押し抜き抵抗力Ｐの大きさに応じて膜厚Ｔを設定すれば、薄すぎず且つ厚すぎない好適な膜厚Ｔの塗膜２０により、コンクリート表面１９からコンクリート片２８が剥落するのを抑制できる。

（３）また、高架橋１１において、例えば内部の鉄筋１８に対するコンクリートのかぶり２６が比較的小さい箇所（高欄部１５など）は、かぶり２６が比較的大きい箇所（橋脚部１３など）よりも、コンクリート片２８の剥落の発生頻度が高いという傾向がある。その一方、こうしたコンクリートのかぶり２６が比較的小さい箇所は、かぶり２６が比較的大きい箇所よりも、コンクリート表面１９から剥落するコンクリート片２８が相対的に小さいという傾向がある。そのため、こうしたコンクリートのかぶり２６が比較的小さい箇所のコンクリート表面１９から剥落するコンクリート片２８の想定荷重は小さく見積もることが可能である。したがって、こうした箇所を被覆する塗膜２０については、その膜厚Ｔを一律に厚く設定するのではなく、想定荷重に応じて、当該想定荷重が小さい場合には想定荷重が大きい場合よりも薄くなるように設定すれば、施工コストの低減に大きく貢献することができる。

（４）例えば、内部の鉄筋１８に対するコンクリートのかぶり２６の大きさが同じであったとしても、コンクリート表面１９に沿う方向での配筋間隔にばらつきがあると、鉄筋１８の腐食に伴う膨張圧によって剥落するコンクリート片２８の大きさにもばらつきが生じる可能性がある。この点、本実施形態の場合の塗膜２０は、そのコンクリート押し抜き試験での押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐが余裕を見込んで１００Ｎの３倍の３００Ｎとされているので、剥落しようとするコンクリート片２８の大きさに少々のばらつきがあっても、ある程度の余裕をもって対処することができる。

（５）塗膜２０は、膜厚Ｔと押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐとの関係がＴ≧Ｐ／６００となるように膜厚Ｔが設定されるので、コンクリート片２８の剥落を、剥落が想定されるコンクリート片２８の想定荷重に適合した強度を有する膜厚Ｔの塗膜２０によって、より一層好適に抑制することが可能となる。

（６）コンクリート表面１９に下塗りとして施されたプライマー塗装の上から塗膜２０がコンクリート表面１９を被覆するようにしているので、プライマー塗装がコンクリート表面１９に対する塗膜２０の接着力を強化することになる。そのため、コンクリート表面１９から剥落する虞のあるコンクリート片２８の想定荷重にばらつきがあって過大な荷重が塗膜２０にかかるような場合にも、十分に強度のある塗膜２０がコンクリート表面１９に強固に付着した状態を維持しつつ、その剥落を好適に抑制することができる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・コンクリート表面１９に塗膜２０を形成する前にプライマー塗装は必ずしもしなくてよい。その場合でも、ポリウレア系樹脂からなる塗膜２０は十分な接着力を有している。

・例えば図３（ａ）に示す試験結果に基づいて塗膜２０の膜厚Ｔを設定する場合、膜厚ＴはＴ≧Ｐ／６００の条件を必ずしも満たさなくてよい。要するに、コンクリート片２８の想定荷重に対応した押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐでプロットされた印と対応した膜厚Ｔ以上であればよい。

・例えば樹脂材料が「LINE-X・XS-100」である塗膜２０の場合のコンクリート押し抜き試験での押し抜き抵抗力（最大荷重）Ｐの目標荷重は、余裕を見込んで１００Ｎの３倍の３００Ｎとしたが、剥落するコンクリート片２８の想定荷重以上であれば、これを１００Ｎの２倍の２００Ｎや、１００Ｎの１．５倍の１５０Ｎとしてもよい。

・塗膜２０の材料は、ウレア結合するポリウレア系樹脂ならば、「LINE-X・XS-100」や「LINE-X・XS-350」以外でもよい。
・塗膜２０でコンクリート表面１９が被覆されるコンクリート構造物は、高速道路の高架橋１１に限らず、表面がコンクリート製のトンネル、防護壁、堤防、建屋等でもよい。

１１…高速道路の高架橋（コンクリート構造物）、１３…橋脚部（コンクリート構造物の一部）、１４…底版部（コンクリート構造物の一部）、１５…高欄部（コンクリート構造物の一部）、１９…コンクリート表面、２０…塗膜、２１…供試体、２８…コンクリート片、Ｐ…押し抜き抵抗力（最大荷重）、Ｔ…膜厚、δ…押し抜き変位（変位）。

上記課題を解決するコンクリート構造物は、イソシアネート成分とポリアミン成分とを含む樹脂製の塗膜であって且つ当該塗膜が０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲の膜厚で表面に被覆された供試体を用いて行うコンクリート押し抜き試験での変位が１０ｍｍ以上における最大荷重が１００Ｎ以上である前記塗膜によってコンクリート表面が被覆され、前記塗膜の膜厚と前記押し抜き試験の最大荷重との関係から求めた設定基準線により、前記塗膜の膜厚が、前記コンクリート表面から剥落するコンクリート片の想定荷重を前記最大荷重とした場合の当該最大荷重の大きさに応じて設定され、前記塗膜が設定された所定の膜厚で前記コンクリート表面に被覆されている。

上記課題を解決するコンクリート表面の被覆方法は、コンクリート構造物におけるコンクリート表面をイソシアネート成分とポリアミン成分とを含む樹脂製の塗膜で被覆するコンクリート表面の被覆方法において、前記塗膜が０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲の膜厚で表面に被覆された供試体を用いて行うコンクリート押し抜き試験での変位が１０ｍｍ以上における最大荷重が１００Ｎ以上の塗膜によってコンクリート表面が被覆され、前記塗膜の膜厚と前記押し抜き試験の最大荷重との関係から求めた設定基準線により、前記塗膜の膜厚が前記コンクリート表面から剥落するコンクリート片の想定荷重を前記最大荷重とした場合の当該最大荷重の大きさに応じて設定され、前記塗膜が設定された所定の膜厚により、前記コンクリート表面を被覆する。

本実施形態における供試体２１には、ＪＩＳ Ａ ５３７２附属書５に規定する上ぶた式Ｕ字側溝（ふた）の１種呼び名３００（縦４００×横６００×厚さ６０ｍｍ）を使用した。そして、この供試体２１の中央部を直径１０ｃｍの形状でコンクリート用コアドリルにより円環状の溝２２で囲まれたコア部２３ができるようにコア抜きをした。その際のコア抜き方向は供試体２１の裏面（塗膜２０で被覆する表面とは反対側の面）側からとし、コア部２３の周りの溝２２の深さは供試体２１の裏面より５５±３．０ｍｍとした。そして、その供試体２１における表面の中心部を縦４００ｍｍ×横４００ｍｍの塗膜２０で被覆した。

Claims (6)

1. イソシアネート成分とポリアミン成分とを含む樹脂製の塗膜であって且つ当該塗膜で表面が被覆された供試体を用いて行うコンクリート押し抜き試験での変位が１０ｍｍ以上における最大荷重が１００Ｎ以上である前記塗膜によってコンクリート表面が被覆され、前記塗膜の膜厚が、０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内で、前記コンクリート表面から剥落するコンクリート片の想定荷重を前記最大荷重とした場合の当該最大荷重の大きさに応じて設定されていることを特徴とするコンクリート構造物。
2. 請求項１に記載のコンクリート構造物において、
   前記塗膜は前記最大荷重が３００Ｎ以上であることを特徴とするコンクリート構造物。
3. 請求項２に記載のコンクリート構造物において、
   前記塗膜の膜厚をＴ、前記最大荷重をＰとしたとき、Ｔ≧Ｐ／６００となるように前記塗膜の膜厚が設定されていることを特徴とするコンクリート構造物。
4. 請求項２に記載のコンクリート構造物において、
   前記塗膜の膜厚をＴ、前記最大荷重をＰとしたとき、Ｔ≧Ｐ／１２００となるように前記塗膜の膜厚が設定されていることを特徴とするコンクリート構造物。
5. 請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のコンクリート構造物において、
   前記塗膜は前記コンクリート表面に下塗りとして施されたプライマー塗装の上からコンクリート表面を被覆するように設けられることを特徴とするコンクリート構造物。
6. コンクリート構造物におけるコンクリート表面をイソシアネート成分とポリアミン成分とを含む樹脂製の塗膜で被覆するコンクリート表面の被覆方法において、
   前記塗膜で表面が被覆された供試体を用いて行うコンクリート押し抜き試験での変位が１０ｍｍ以上における最大荷重が１００Ｎ以上の塗膜であって且つ膜厚が０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲内で前記コンクリート表面から剥落するコンクリート片の想定荷重を前記最大荷重とした場合の当該最大荷重の大きさに応じた膜厚に設定された塗膜により、前記コンクリート表面を被覆することを特徴とするコンクリート表面の被覆方法。