JP2016102341A

JP2016102341A - コンクリート補修方法

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Publication number: JP2016102341A
Application number: JP2014241402A
Authority: JP
Inventors: 大助仲澤; Daisuke Nakazawa; 満幸神崎; Mitsuyuki Kanzaki; 加賀谷　浩之; Hiroyuki Kagaya; 浩之加賀谷
Original assignee: DIC Corp; Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2016-06-02

Abstract

【課題】本発明が解決しようとする課題は、コンクリートのひび割れ部を簡便に補修できるコンクリート補修方法を提供することである。
【解決手段】本発明は、コンクリートのひび割れ部に紫外線硬化型組成物を注入し、紫外線スポット照射装置を使用して前記紫外線硬化型組成物を硬化させることを特徴とするコンクリート補修方法を提供するものである。前記紫外線硬化型組成物は、重合性不飽和結合を有する化合物、及び、光重合開始剤を含有するものであることが好ましい。また、前記紫外線スポット照射装置による紫外線の照射量は、１０Ｊ／ｃｍ^２以上であることが好ましい。本発明のコンクリート補修方法によれば、コンクリートのひび割れ部に紫外線硬化型組成物を直接注入でき、かつ紫外線スポット照射装置を使用することにより、効率良くひび割れ部の深部まで紫外線硬化型組成物を硬化させることができるため、簡便なコンクリート補修が可能である。
【選択図】なし

Description

本発明は、コンクリートのひび割れ部を簡便に補修できるコンクリート補修方法に関する。

コンクリートは耐久性、耐熱性、遮音性、耐火性及び耐震性に優れており、トンネル、橋梁、建造物等の躯体として広く用いられている。その一方で、コンクリートは引張強度及び曲げ強度が小さく、セメントの水和反応に伴う温度応力や収縮に伴う引張り応力によってひび割れが発生しやすいという欠点がある。コンクリートにひび割れが起きると強度や気密性の低下原因となり、また、空気中の二酸化炭素がコンクリート内に侵入してｐＨを下げる「中性化」により劣化しやすくなるとの問題がある。

したがって、コンクリート製躯体の寿命を最大化するためには、定期検査によるひび割れ部の補修が不可欠である。コンクリートのひび割れ部を補修する方法としては、例えば、エポキシアクリレート樹脂モルタル及びベンゾイルパーオキサイド系硬化剤を含有するコンクリート補修材による補修方法が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。しかしながら、前記補修方法では樹脂の硬化反応の過程で発生する酸素が、塗布した乾燥塗膜中に気泡として残存するため、強度が低下する恐れがある。

また、コンクリートのひび割れ部を補修する方法としては、この他にも例えば、コンクリートの補修箇所に光硬化型樹脂のゼリー状物を塗布し、その上に光硬化型繊維強化樹脂シートをあてて加熱軟化させ、更に紫外線を照射して硬化させるコンクリート補強方法が開示されている（例えば、特許文献２を参照。）。しかしながら、前記補修方法では、シートの送り出し及び加熱に多くの装置を必要とするうえ、特にコンクリートのひび割れ補修が難しいとされる淡海水中での補修には、構成上実施困難であるとの問題があった。

特開２００９−２９２８９０号公報特開２００６−２２６１０３号公報

本発明が解決しようとする課題は、コンクリートのひび割れ部を簡便に補修できるコンクリート補修方法を提供することである。

本発明は、コンクリートのひび割れ部に紫外線硬化型組成物を注入し、紫外線スポット照射装置を使用して前記紫外線硬化型組成物を硬化させることを特徴とするコンクリート補修方法を提供するものである。

本発明のコンクリート補修方法によれば、コンクリートのひび割れ部に紫外線硬化型組成物を直接注入でき、かつ紫外線スポット照射装置を使用することにより、効率良くひび割れ部の深部まで紫外線硬化型組成物を硬化させることができるため、簡便なコンクリート補修が可能である。

本発明のコンクリート補修方法は、コンクリートのひび割れ部に紫外線硬化型組成物を注入し、紫外線スポット照射装置を使用して前記紫外線硬化型組成物を硬化させることを必須とする。

前記紫外線硬化型組成物は、コンクリートのひび割れ部に注入できるものであり、好ましくは紫外線により硬化する重合性不飽和結合を有する化合物、及び、光重合開始剤を含有するものである。

前記重合性不飽和結合を有する化合物としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、不飽和ポリエステル等のエチレン性不飽和基を有する化合物；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリアクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、６−ヒドロキシヘキシル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチルアクリルアミド、トリメチロールプロパンジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、ポリグリセロールジ（メタ）アクリレート、ポリブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、アクリロニトリルブタジエン（メタ）アクリレート、エポキシ（メタ）アクリレート、ポリエステル（メタ）アクリレート、ウレタン（メタ）アクリレート等の（メタ）アクリロイル基を有する化合物などを用いることができる。これらの化合物は単独で用いても２種以上を併用してもよい。

前記光重合開始剤としては、紫外線領域に極大吸収波長を有する光重合開始剤を用いることができ、例えば、４−フェノキシジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、４−（２−ヒドロキシエトキシ）−フェニル（２−ヒドロキシ−２−プロピル）ケトン、２−メチル−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノ−１−プロパノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン等のアセトフェノン化合物；ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン化合物；ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド、３，３’−ジメチル−４−メトキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン化合物；チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジクロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、２，４−ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン化合物；４，４’−ジメチルアミノチオキサントン（別名＝ミネラーズケトン）、４，４’−ジエチルアミノベンゾフェノン、α−アシロキシムエステル、ベンジル、メチルベンゾイルホルメート（「バイアキュア５５」）、２−エチルアンスラキノン等のアンスラキノン化合物；２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド等のアシルフォスフィンオキサイド化合物；３，３’，４，４’−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチルオパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン等を用いることができる。これらの光重合開始剤は単独で用いても２種以上を併用してもよく、使用する紫外線スポット照射装置の紫外線波長に応じて適宜決定される。

前記紫外線硬化型組成物をコンクリートのひび割れ部に注入する方法としては、例えば、前記紫外線硬化型組成物を入れた容器に、注入ノズル又はスプレーノズルを取り付けた注入器具；前記紫外線硬化型組成物を入れた容器に、注入口及び圧力タンクを備えたプラグを取り付けた注入器具等の公知のコンクリート補修用注入器具を使用することにより注入する方法が挙げられる。

前記紫外線硬化型組成物の粘度としては、注入器具からの注入容易性、コンクリートひび割れ内部への浸透性及びコンクリートへの接着性をより一層向上できる点から、１０〜３００ｍＰａ・ｓの範囲であることが好ましく、２０〜１００ｍＰａ・ｓの範囲がより好ましい。なお、前記紫外線硬化型組成物の粘度は、２５℃で、Ｂ型粘度計にて測定した値を示す。

前記方法によりコンクリートのひび割れ部に注入された前記紫外線硬化型組成物は、紫外線スポット照射装置を使用して紫外線硬化される。

前記紫外線スポット照射装置としては公知の紫外線スポット照射装置を使用することができ、例えば、照射ヘッドと、光源を有するコントローラ（照射装置本体）とがケーブルにて連結された紫外線スポット照射装置等を使用することができる。

前記紫外線スポット照射装置による前記紫外線硬化型組成物の硬化方法としては、例えば、コンクリートのひび割れ部に注入された前記紫外線硬化型組成物の上から、前記照射ヘッドをあてて紫外線を照射することにより硬化させる方法等が挙げられる。

前記紫外線スポット照射装置の光源としては、例えば、ＵＶランプ方式、ＵＶ−ＬＥＤ方式、ＬＥＤ方式等の公知の光源を使用することができる。

前記紫外線スポット照射装置による紫外線の照射量としては、ひび割れ内部での前記紫外線硬化型組成物の硬化性を考慮すると、１０Ｊ／ｃｍ^２以上であることが好ましく、コンクリートのひび割れ部が１０ｍｍ以上の深さである場合には、３０Ｊ／ｃｍ^２以上であることが好ましい。

前記紫外線スポット照射装置としては、株式会社キーエンス製「ＵＶ−４００」シリーズ、ウシオ電機株式会社製「スポットキュア」シリーズ等を市販品として入手することができる。

また、コンクリートのひび割れ部に注入された前記紫外線硬化型組成物は、前記紫外線スポット照射装置を使用する代わりに、先端及び側面に紫外線開口部を有する紫外線導光ワイヤーと、光源を有するコントローラ（紫外線照射装置本体）とが直接連結された紫外線照射装置により硬化させてもよい。この場合の前記紫外線硬化型組成物の硬化方法としては、前記紫外線硬化型組成物中に前記紫外線導光ワイヤーを浸漬させ、紫外線照射することにより一体硬化させる方法を採用することができる。この方法によれば、前記紫外線硬化型組成物中に浸漬された紫外線導光ワイヤーに存在する複数の紫外線開口部から紫外線を照射できるため、コンクリートひび割れ部のより深部においても非常に良好な硬化性を得ることができる。また、前記一体硬化により余った導光ワイヤーを切断することにより、簡便にコンクリート補修を完遂できるため、コンクリート補修の利便性も向上できる。この場合の紫外線照射装置の光源及び紫外線の照射量は、前述と同様の条件を選択することができる。

以上、本発明のコンクリート補修方法によれば、コンクリートのひび割れ部に紫外線硬化型組成物を直接注入でき、かつ効率良くひび割れ部の深部まで紫外線硬化型組成物を硬化させることができるため、簡便なコンクリート補修が可能である。

以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。

［実施例１］
ペンタエリスリトールトリアクリレート及びペンタエリスリトールテトラアクリレートの混合物（東亜合成株式会社製「アロニックスＭ−３０５」）１００質量部に、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及びベンゾフェノンの混合物（チバ・ジャパン株式会社製「ＩＲＧＡＣＵＲＥ５００」）２質量部を加え、粘度；５０ｍＰａ・ｓの紫外線硬化型組成物（Ｘ−１）を得た。
次に、ＪＩＳＡ５３０４−１９９９規格のコンクリート平板の表面に、直径０．１ｍｍの鉄棒で縦０．１ｍｍ、横１０ｃｍ、深さ０．２ｍｍのクラックを作製した。次いで、前記紫外線硬化型組成物（Ｘ−１）を容器に入れ、該容器に注入ノズルを取り付け、前記クラックに注入した。その後、注入した前記紫外線硬化型組成物（Ｘ−１）に対して、下記紫外線スポット照射装置を使用して下記条件にて上から紫外線照射したところ、指触により前記紫外線硬化型組成物（Ｘ−１）が硬化していることを確認した。

＜紫外線スポット照射装置及び紫外線照射条件＞
紫外線照射装置；株式会社キーエンス製「ＵＶ−４００」
照射ヘッド；株式会社キーエンス製「ＵＶ−５０Ａ」
ケーブル；株式会社キーエンス製「ＵＶ−Ｃ２」
レンズユニット；株式会社キーエンス製「ＵＶ−Ｌ８」
紫外線波長；３６５ｎｍ
紫外線照射時間；３分
紫外線の照射量；１３Ｊ／ｃｍ^２

［実施例２］
深いひび割れ部を有するコンクリートでは、紫外線硬化型組成物のひび割れ深部での硬化状態を評価することが困難であったため、下記の代替実験を行った。
前記紫外線硬化型組成物の硬化した部分の長さを把握できるよう金尺の上に、ガラス板で作製した横３ｍｍ、縦３０ｃｍ、深さ２０ｍｍの溝を載置し、この溝が満杯となるように前記紫外線硬化型組成物（Ｘ−１）を注入し、前記溝の端部から下記紫外線スポット照射装置を使用して下記条件にて紫外線照射したところ、前記溝の端部から２０ｍｍのところまで前記紫外線硬化型組成物（Ｘ−１）が硬化していることを目視にて確認した。

＜紫外線スポット照射装置及び紫外線照射条件＞
紫外線照射装置；株式会社キーエンス製「ＵＶ−４００」
照射ヘッド；株式会社キーエンス製「ＵＶ−５０Ａ」
ケーブル；株式会社キーエンス製「ＵＶ−Ｃ２」
レンズユニット；株式会社キーエンス製「ＵＶ−Ｌ８」
紫外線波長；３６５ｎｍ
紫外線照射時間；１０分
紫外線の照射量；４４Ｊ／ｃｍ^２

［実施例３］
東亜合成株式会社製「アロニックスＭ−３０５」１００質量部に、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド（ＢＡＳＦジャパン株式会社製「ＬＵＣＩＲＩＮＴＰＯ」）２質量部を加え、粘度；５０ｍＰａ・ｓの紫外線硬化型組成物（Ｘ−２）を得た。
次に、前記紫外線硬化型組成物（Ｘ−２）の硬化した部分の長さを把握できるよう金尺の上に、ガラス板で作製した横３ｍｍ、縦３０ｃｍ、深さ２０ｍｍの溝を載置し、この溝が満杯となるように前記紫外線硬化型組成物（Ｘ−２）を注入し、前記溝の端部から実施例１と同様の紫外線スポット照射装置により同条件にて紫外線照射したところ、前記溝の端部から１０ｍｍのところまで前記紫外線硬化型組成物（Ｘ−２）が硬化していることを目視にて確認した。

Claims

コンクリートのひび割れ部に紫外線硬化型組成物を注入し、紫外線スポット照射装置を使用して前記紫外線硬化型組成物を硬化させることを特徴とするコンクリート補修方法。
前記紫外線硬化型組成物が、重合性不飽和結合を有する化合物、及び、光重合開始剤を含有するものである請求項１記載のコンクリート補修方法。
前記紫外線スポット照射装置による紫外線の照射量が、１０Ｊ／ｃｍ^２以上である請求項１記載のコンクリート補修方法。