JP2016186158A - Repair method for concrete - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エトリンガイトの遅延生成によりひび割れが発生したコンクリートの補修方法に関する。 The present invention relates to a method for repairing concrete in which cracking has occurred due to delayed generation of ettringite.
セメントが水和して生成するエトリンガイト（〔Ｃａ６Ａｌ２（ＯＨ）１２・２４Ｈ２Ｏ〕（ＳＯ４）３・２Ｈ２Ｏ）は、数月から数年を経過したコンクリート中で体積膨張して、コンクリートにひび割れを生じさせる場合がある。このコンクリートの劣化現象は、ＤＥＦ（エトリンガイトの遅延生成、Delayed Ettringite Formation）と呼ばれ、セメントペースト全体が膨張マトリックスであるため、反応性骨材が膨張マトリックスであるアルカリ骨材反応に比べ、膨張ひずみは数倍になる。
このＤＥＦが発生するためには、
（i）コンクリートが高温養生を受けること、
（ii）コンクリートに十分な量の水分が供給されること、
（iii）コンクリート中に過剰な硫酸塩が存在すること、
の３つの条件が必要とされている（非特許文献１）。したがって、ＤＥＦを抑制するためには、これらの条件を回避することが重要である。しかし、コンクリート製品は高温で養生する場合があり、また、部材の寸法が大きいマッシブなコンクリートは水和反応に伴う自己発熱が加わり、コンクリートの内部が高温になる。そして、これらのコンクリートを屋外に設置すると、降雨等により水が供給され、またセメントは硫酸アルカリや石膏等の硫酸塩を含むことから、ＤＥＦを抑制することは難しい。
Ettringite cement is produced by hydration ([Ca 6 Al 2 (OH) 12 · 24H 2 O ] (SO 4) 3 · 2H 2 O) is to volume expansion in concrete has elapsed years from a few months May cause cracks in the concrete. This deterioration phenomenon of concrete is called DEF (Delayed Ettringite Formation), and since the entire cement paste is an expanded matrix, the reactive strain is an expansion strain compared to an alkali aggregate reaction where the expanded matrix is an expanded matrix. Will be several times.
In order for this DEF to occur,
(I) The concrete is subjected to high temperature curing,
(Ii) a sufficient amount of moisture is supplied to the concrete;
(Iii) the presence of excess sulfate in the concrete,
These three conditions are required (Non-Patent Document 1). Therefore, in order to suppress DEF, it is important to avoid these conditions. However, concrete products may be cured at high temperatures, and massive concrete with large member dimensions is subject to self-heating due to the hydration reaction, and the interior of the concrete becomes hot. And when these concretes are installed outdoors, water is supplied by rain or the like, and cement contains sulfates such as alkali sulfates and gypsum, so it is difficult to suppress DEF.
そこで、ＤＥＦの発生の有無を早期に判定する手段が提案されている。例えば、特許文献１に記載のエトリンガイトの遅延生成の判定方法は、高温養生を受ける前のセメント組成物の水和試料における、エトリンガイトの粉末Ｘ線回折の相対強度と、高温養生を受けた後のセメント組成物の水和試料における、エトリンガイトの粉末Ｘ線回折の相対強度との差が５％以下の場合に、ＤＥＦが発生しないと判断する方法である。
しかし、前記方法はＤＥＦの発生の有無の早期判定方法であり、特許文献１には、コンクリートにＤＥＦが発生した場合の対処方法は記載されていない。
In view of this, means for early determination of whether or not DEF has occurred has been proposed. For example, the method for determining the delayed formation of ettringite described in Patent Document 1 includes the relative intensity of powder X-ray diffraction of ettringite in the hydrated sample of the cement composition before being subjected to high temperature curing, and This is a method for determining that DEF does not occur when the difference between the relative intensity of ettringite powder X-ray diffraction in the hydrated sample of the cement composition is 5% or less.
However, the above method is an early determination method for the presence / absence of occurrence of DEF, and Patent Document 1 does not describe a method for coping with the occurrence of DEF in concrete.
したがって、本発明は、ＤＥＦによりひび割れが発生したコンクリートの補修方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of this invention is to provide the repair method of the concrete which the crack generate | occur | produced by DEF.
本発明者は、前記目的にかなうコンクリートの補修方法について検討した結果、ＤＥＦによりひび割れが発生したコンクリートを特定の温度以上に加熱して乾燥した後、防水処理を行なえば、ＤＥＦによるコンクリートのひび割れの進行を抑制できることを見い出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明は下記の構成を有するコンクリートの補修方法である。 As a result of studying a concrete repairing method for the above purpose, the present inventor has found that the concrete having cracked by DEF is heated to a specific temperature or higher and dried, and then subjected to waterproofing treatment. It was found that the progress could be suppressed, and the present invention was completed. That is, the present invention is a concrete repairing method having the following configuration.
［１］下記（Ａ）および（Ｂ）工程を含む、コンクリートの補修方法。
（Ａ）ＤＥＦによりひび割れが発生したコンクリートを、７０〜１５０℃に加熱する加熱工程
（Ｂ）前記加熱したコンクリート中に、撥水剤および／または含浸剤を塗布または浸透させる浸透工程
［２］前記（Ｂ）工程の後に、さらに、（Ｃ）前記浸透させたコンクリートを、防水性モルタルまたは防水性コンクリートを用いて被覆する被覆工程を含む、前記［１］に記載のコンクリートの補修方法。
［３］前記撥水剤が、アルコキシシラン樹脂、フッ素樹脂、アクリルシリコン樹脂、およびシリコーン樹脂等からなる群より選ばれる１種以上のシラン系化合物を含む撥水剤である、前記［１］または［２］に記載のコンクリートの補修方法。
［４］前記含浸剤が、ケイ酸ナトリウム化合物、ケイ酸リチウム化合物、アルコキシシラン樹脂、アクリルシリコン樹脂、およびシリコーン樹脂からなる群より選ばれる１種以上を含む含浸剤である、前記［１］〜［３］に記載のコンクリートの補修方法。
［５］前記防水性モルタルまたは防水性コンクリートが、水溶性樹脂、液状樹脂、水性ポリマーディスパージョン、および再乳化形粉末樹脂からなる群より選ばれる１種以上の樹脂を含む、前記［２］に記載のコンクリートの補修方法。
［６］前記樹脂が、アクリル樹脂、アルコキシシラン樹脂、フッ素樹脂、アクリルシリコン樹脂、またはシリコーン樹脂である、前記［５］に記載のコンクリートの補修方法。
[1] A concrete repair method including the following steps (A) and (B).
(A) Heating step of heating concrete cracked by DEF to 70 to 150 ° C. (B) Penetration step of applying or infiltrating water repellent and / or impregnating agent into the heated concrete [2] The method for repairing concrete according to [1], further including (C) a covering step of covering the infiltrated concrete with waterproof mortar or waterproof concrete after the step (B).
[3] The above-mentioned [1], wherein the water repellent is a water repellent containing one or more silane compounds selected from the group consisting of alkoxysilane resins, fluororesins, acrylic silicon resins, silicone resins and the like. The concrete repair method according to [2].
[4] The above [1] to [1], wherein the impregnating agent is an impregnating agent containing at least one selected from the group consisting of a sodium silicate compound, a lithium silicate compound, an alkoxysilane resin, an acrylic silicon resin, and a silicone resin. The concrete repair method according to [3].
[5] In the above [2], the waterproof mortar or waterproof concrete includes one or more resins selected from the group consisting of water-soluble resins, liquid resins, aqueous polymer dispersions, and re-emulsifying powder resins. The concrete repair method described.
[6] The concrete repair method according to [5], wherein the resin is an acrylic resin, an alkoxysilane resin, a fluororesin, an acrylic silicon resin, or a silicone resin.
本発明のコンクリートの補修方法は、ＤＥＦによりひび割れが発生したコンクリートを補修することができる。 The concrete repair method of the present invention can repair concrete that has cracked due to DEF.
本発明のコンクリートの補修方法は、前記のとおり、必須の工程として（Ａ）加熱工程および（Ｂ）浸透工程を含み、さらに任意の工程として（Ｃ）被覆工程を含む補修方法である。以下、本発明について、各工程に分けて説明する。 The concrete repair method of the present invention is a repair method including the (A) heating step and the (B) infiltration step as essential steps and the (C) covering step as an optional step as described above. Hereinafter, the present invention will be described separately for each step.
（Ａ）乾燥工程
該加熱工程は、ＤＥＦによりひび割れが発生したコンクリートを、７０〜１５０℃に加熱する工程である。該加熱温度が該範囲内では、コンクリート中に存在するエトリンガント内の結晶水が離脱して、膨張ひずみが開放される。また、加熱によりコンクリートが乾燥してコンクリート中の自由水がなくなるため、膨張性水和物（エトリンガイト）の再生成を防止できる。なお、該温度は好ましくは８０〜１４０℃、より好ましくは９０〜１３０℃である。
本発明で用いるコンクリートの加熱方法は、（１）電熱式シートによる方法、（２）加熱液体による方法、（３）ジェットヒーターによる方法、および（４）高温蒸気による方法が挙げられる。以下、各方法について説明する。
(A) Drying step The heating step is a step of heating the concrete cracked by DEF to 70 to 150 ° C. When the heating temperature is within this range, crystal water in the ettringant existing in the concrete is released and the expansion strain is released. In addition, since the concrete is dried by heating and free water in the concrete disappears, it is possible to prevent the regeneration of the expansive hydrate (ettringite). In addition, this temperature becomes like this. Preferably it is 80-140 degreeC, More preferably, it is 90-130 degreeC.
The concrete heating method used in the present invention includes (1) a method using an electrothermal sheet, (2) a method using a heating liquid, (3) a method using a jet heater, and (4) a method using high-temperature steam. Hereinafter, each method will be described.
（１）電熱式シートによる方法
該方法は、線状、または面状に配置されたシートヒーターを内蔵する電熱シートでコンクリートを覆い加熱する方法である。コンクリートの製造分野では、寒中対策や型枠の早期の開放などのため、コンクリートの加熱養生が行われて各種の養生手法があり、特に、電熱シートを用いた加熱方法が知られている。このシート部分に耐熱性の高い樹脂を用いれば、比較的高温で加熱することが可能である。また、熱伝達率の向上のため、シートに熱伝導率の高い材料を使用すれば熱効率は向上する。
(1) Method by an electrothermal sheet The method is a method in which concrete is covered and heated with an electric heating sheet containing a sheet heater arranged linearly or in a planar shape. In the concrete manufacturing field, there are various curing methods in which concrete is heat-cured for countermeasures against the cold and early opening of the formwork, and in particular, a heating method using an electric heating sheet is known. If a resin having high heat resistance is used for this sheet portion, it can be heated at a relatively high temperature. Moreover, if a material having high thermal conductivity is used for the sheet in order to improve the heat transfer coefficient, the thermal efficiency is improved.
（２）加熱液体による方法
該方法は、加熱した水や不凍液等の沸点の高い液体を用いてコンクリートを加熱する方法である。コンクリートは熱容量が大きいため、液体で加熱することが効率的であり、例えば、プールの中にコンクリートを入れ、さらに該プール中に高温液体を流入させて循環させ、コンクリートを加熱する方法が挙げられる。
(2) Method using heated liquid This method is a method of heating concrete using a liquid having a high boiling point such as heated water or antifreeze. Since concrete has a large heat capacity, it is efficient to heat it with a liquid. For example, there is a method in which concrete is placed in a pool, and a high-temperature liquid is introduced into the pool and circulated to heat the concrete. .
（３）ジェットヒーターによる方法
該方法は、ジェットヒーターでコンクリートを加熱する方法である。例えば、コンクリートの表面を大型のドライヤーで加熱して乾燥させる方法が挙げられる。ＤＥＦによる劣化の初期であれば、表層のコンクリートを加熱して乾燥させることが可能である。ただし、コンクリートの表面にひび割れが生じる場合があるが、該ひび割れがコンクリートを貫通することはない。
(3) Method using a jet heater This method is a method of heating concrete with a jet heater. For example, the method of heating the surface of concrete with a large sized dryer and drying is mentioned. In the early stage of deterioration due to DEF, it is possible to heat and dry the surface concrete. However, cracks may occur on the surface of the concrete, but the cracks do not penetrate the concrete.
（４）高温蒸気による方法
該方法は、蒸気でコンクリートを加熱する方法であり、例えば、蒸気シートや蒸気養生マットを用いてコンクリートを加熱する。
また、前記いずれの方法も、断熱材と併用すると、コンクリートの加熱効率が向上するから好ましい。
(4) Method using high-temperature steam This method is a method of heating concrete with steam. For example, concrete is heated using a steam sheet or a steam curing mat.
Any of the above methods is preferably used in combination with a heat insulating material because the heating efficiency of the concrete is improved.
（Ｂ）浸透工程
該浸透工程は、前記加熱したコンクリート中に撥水剤および／または含浸剤を浸透させる工程である。浸透した撥水剤および／または含浸剤は、コンクリート中への大気中の湿分および雨水の侵入を防止できるので、膨張性水和物（エトリンガイト）の再生成を抑制できる。そして、前記撥水剤は、アルコキシシラン樹脂、フッ素樹脂、アクリルシリコン樹脂、およびシリコーン樹脂からなる群より選ばれる１種以上のシラン系化合物を含む撥水剤であり、また、前記前記含浸剤は、ケイ酸リチウム化合物、アルコキシシラン樹脂、アクリルシリコン樹脂、およびシリコーン樹脂からなる群より選ばれる１種以上を含む含浸剤である。
これらの薬剤のコンクリートへの浸透方法は、塗布、散布、浸漬、含浸、または圧入等が挙げられる。
(B) Penetration step The penetration step is a step of allowing a water repellent and / or an impregnating agent to penetrate into the heated concrete. The infiltrated water repellent and / or impregnating agent can prevent moisture and rainwater from entering the concrete into the concrete, so that the regeneration of the expansive hydrate (ettringite) can be suppressed. The water repellent is a water repellent containing one or more silane compounds selected from the group consisting of alkoxysilane resins, fluororesins, acrylic silicon resins, and silicone resins, and the impregnating agent is , An impregnating agent containing at least one selected from the group consisting of a lithium silicate compound, an alkoxysilane resin, an acrylic silicon resin, and a silicone resin.
Examples of the method of penetrating these chemicals into concrete include coating, spreading, dipping, impregnation, or press-fitting.
（Ｃ）被覆工程
該被覆工程は、前記（Ｂ）工程の後に、さらに、（Ｃ）前記浸透させたコンクリートを、防水性モルタルまたは防水性コンクリートを用いて被覆する、任意の工程である。防水性を有する補修モルタルまたは防水性コンクリートを表面に被覆することにより、前期浸透工程における防水効果が、さらに持続できるほか、ひび割れが生じていた部分を物理的に保護する効果を有する。また、ＤＥＦにより生じたひび割れを埋めて覆うことにより、コンクリートの耐久性を高めることができる。そして、前記防水性モルタルまたは防水性コンクリートは、水溶性樹脂、液状樹脂、水性ポリマーディスパージョン、および再乳化形粉末樹脂からなる群より選ばれる１種以上の樹脂を含む。また、前記樹脂は、好ましくは、アクリル樹脂、アルコキシシラン樹脂、フッ素樹脂、アクリルシリコン樹脂、またはシリコーン樹脂である。
また、前記モルタルは、特に制限されず、例えば、ＪＩＳ Ａ １１７１「ポリマーセメントモルタルの試験方法」に記載のモルタル等が挙げられる。また、前記コンクリートは、特に制限されず、ひび割れを埋めるためには、用いる粗骨材の粒径は好ましくは１０ｍｍ以下である。そして、ひび割れをモルタルで埋めてから、さらにコンクリートで被覆することが好ましい。
(C) Coating step The coating step is an optional step of coating the infiltrated concrete with waterproof mortar or waterproof concrete after the step (B). By covering the surface with waterproof repair mortar or waterproof concrete, the waterproof effect in the previous infiltration process can be further maintained, and there is an effect of physically protecting the portion where the crack has occurred. Moreover, the durability of concrete can be improved by filling and covering the crack produced by DEF. The waterproof mortar or waterproof concrete includes at least one resin selected from the group consisting of a water-soluble resin, a liquid resin, an aqueous polymer dispersion, and a re-emulsifying powder resin. The resin is preferably an acrylic resin, an alkoxysilane resin, a fluororesin, an acrylic silicon resin, or a silicone resin.
The mortar is not particularly limited, and examples thereof include mortars described in JIS A 1171 “Testing method for polymer cement mortar”. The concrete is not particularly limited, and the particle size of the coarse aggregate used is preferably 10 mm or less in order to fill the cracks. And after filling a crack with mortar, it is preferable to coat | cover with concrete further.
本発明によれば、ＤＥＦによりひび割れが生じたコンクリートを補修および補強することができ、またＤＥＦの再発を防止することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the concrete which the crack produced by DEF can be repaired and reinforced, and the recurrence of DEF can be prevented.
Claims (6)
（Ａ）エトリンガイトの遅延生成により、ひび割れが発生したコンクリートを、７０〜１５０℃に加熱する加熱工程
（Ｂ）前記加熱したコンクリート中に、撥水剤および／または含浸剤を塗布または浸透させる浸透工程 A method for repairing concrete comprising the following steps (A) and (B).
(A) Heating step of heating concrete that has cracked due to delayed generation of ettringite to 70 to 150 ° C. (B) Penetration step of applying or infiltrating a water repellent and / or impregnating agent into the heated concrete.
The method for repairing concrete according to claim 5, wherein the resin is an acrylic resin, an alkoxysilane resin, a fluororesin, an acrylic silicon resin, or a silicone resin.
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