JP2017119998A

JP2017119998A - コンクリート剥落防止工法

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Publication number: JP2017119998A
Application number: JP2015257431A
Authority: JP
Inventors: 康孝田邉; Yasutaka Tanabe; 宮下　剛; Takeshi Miyashita; 剛宮下; 弘人田崎; Hiroto Tazaki; 関　智行; Satoyuki Seki; 関　　智行; 周平作; Shuhei Saku
Original assignee: Dai Nippon Toryo KK
Current assignee: Dai Nippon Toryo KK
Priority date: 2015-12-28
Filing date: 2015-12-28
Publication date: 2017-07-06
Anticipated expiration: 2035-12-28
Also published as: JP6261559B2

Abstract

【課題】エポキシ樹脂を含む２液反応硬化型水系塗料による塗装であっても、刷毛塗装やローラー塗装により可視性の良好な厚膜を形成することができ、これにより、積層体を構成するすべての塗膜を水系塗料から形成可能であり且つコンクリート表面の変状を目視で確認できるコンクリート剥落防止工法を提供する。【解決手段】刷毛塗装又はローラー塗装により、エポキシ樹脂、硬化剤及び体質顔料を含み、体質顔料の含有量が０．１〜１０質量％の範囲内にある２液反応硬化型の水系下塗り塗料でコンクリート構造物の表面を塗装し、下塗り塗膜を形成させる工程と、下塗り塗膜上に繊維シートを配置させる工程と、下塗り塗膜及び繊維シートを覆うように水系上塗り塗料による塗装を行い、上塗り塗膜を形成させる工程とを含み、得られる積層体の波長３６０〜７５０ｎｍにおける可視光透過率が３０％以上であることを特徴とするコンクリート剥落防止工法である。【選択図】なし

Description

本発明は、コンクリート構造物からのコンクリートの剥落を防止する方法（以下、コンクリート剥落防止工法ともいう）に関し、特には、エポキシ樹脂を含む２液反応硬化型水系塗料による塗装であっても、刷毛塗装やローラー塗装により可視性の良好な厚膜を形成することができ、これにより、積層体を構成するすべての塗膜を水系塗料から形成可能であり且つコンクリート表面の変状を目視で確認できるコンクリート剥落防止工法に関するものである。

高架橋、トンネル、橋梁やその他の構造物は、その強度や耐久性を向上させる必要性から、コンクリート製の構造物が広く用いられている。しかしながら、近年では、コンクリートの塩害による鉄筋の腐食や排ガス等による中性化、アルカリ骨材反応、ひび割れに浸入した水分の凍結等により、コンクリートが劣化し、劣化が進行するとコンクリート構造物の表面からコンクリート片が剥がれ落ち、コンクリート構造物自体の強度低下や美観の低下、剥落による事故の危険性等の課題が発生している。

特開２０１１−９９２０９号公報（特許文献１）は、コンクリート構造物に対して剥落防止性能を付与すると共に、環境に優しく、火災時には有毒ガスの発生が殆ど無いコンクリート剥落防止工法を記載しており、具体的には、接着用ポリマーセメントモルタル及びメッシュ状シートでコンクリート構造物表面を被覆し、その上から水系塗料で被覆することを特徴とするコンクリート剥落防止工法を記載している。

しかしながら、特許文献１に記載のコンクリート剥落防止工法においては、コンクリート構造物の表面をポリマーセメントモルタルで被覆するため、コンクリート構造物の表面の状態の変化を目視で確認することが困難になる。

また、特開２００６−３４２５３８号公報（特許文献２）は、コンクリート構造物表面に下塗り樹脂を塗布し、該塗布面に繊維基材を被着し、該繊維基材表面に上塗り樹脂を塗布するコンクリート構造物の補修方法であって、繊維基材の種類を選ばずに、補修後も目視でコンクリート構造物の変状の進行あるいは新たに発生した劣化、変状を確認することができるコンクリート構造物の補修方法を記載する。しかしながら、特許文献２に記載の補修方法では、下塗り樹脂と上塗り樹脂の粘度を調整することを特徴としており、環境への負荷については検討されておらず、また、実際には、下塗り樹脂及び上塗り樹脂としてアクリル系接着剤が使用されている。

特開２００７−２４７２９０号公報（特許文献３）は、コンクリートの表面に、プライマー層（Ａ）、主材層（Ｂ）、コンクリート剥落防止用シート（Ｃ）、主材層（Ｂ）及び上塗り塗膜層（Ｄ）を順次積層するコンクリート剥落防止表面被覆工法を記載する。しかしながら、特許文献３に記載のコンクリート剥落防止表面被覆工法では、主材層の形成に水性ポリウレタン塗料が使用されている。

特開２０１０−１７０７号公報（特許文献４）は、コンクリート構造物表面に、透明ポリウレタン樹脂溶液を塗り付け、ガラス連続繊維シートを貼着し、更に透明ポリウレタン樹脂溶液を塗り付けるコンクリート構造物表明の強化コーティング方法であって、コンクリート構造物の素地の表面状態を外部から目視で確認することができる強化コーティング方法を記載する。しかしながら、特許文献４に記載の強化コーティング方法において、実際には、その一部で有機溶剤系の塗布剤が使用されており、環境への負荷が大きい。

特開２０１１−９９２０９号公報特開２００６−３４２５３８号公報特開２００７−２４７２９０号公報特開２０１０−１７０７号公報

このような状況下、本発明の目的は、エポキシ樹脂を含む２液反応硬化型水系塗料による塗装であっても、刷毛塗装やローラー塗装により可視性の良好な厚膜を形成することができ、これにより、積層体を構成するすべての塗膜を水系塗料から形成可能であり且つコンクリート表面の変状を目視で確認できるコンクリート剥落防止工法を提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、エポキシ樹脂を含む主剤と硬化剤とを含む２液反応硬化型塗料に対して体質顔料を特定の割合以上配合することによって、刷毛やローラーにより塗装を行う際にも可視性の良好な厚膜を形成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明のコンクリート剥落防止工法は、コンクリート構造物の表面に、下塗り塗膜、繊維シート及び上塗り塗膜を備える積層体を形成させて、コンクリート構造物からのコンクリートの剥落を防止する方法であって、
刷毛塗装又はローラー塗装により、水系下塗り塗料でコンクリート構造物の表面を塗装し、塗膜を形成させる第１の工程であって、前記水系下塗り塗料が、エポキシ樹脂、硬化剤及び体質顔料を含む２液反応硬化型塗料であり、該水系下塗り塗料中における体質顔料の含有量が０．１〜１０質量％の範囲内にある第１の工程と、
下塗り塗膜上に繊維シートを配置させる第２の工程と、
下塗り塗膜及び繊維シートを覆うように水系上塗り塗料による塗装を行い、上塗り塗膜を形成させる第３の工程とを含み、
前記積層体は、波長３６０〜７５０ｎｍの可視光透過率が３０％以上であることを特徴とする。

本発明のコンクリート剥落防止工法の好適例において、前記水系下塗り塗料は、ずり速度０．１（１／ｓ）における粘度が１〜１０００（Ｐａ・ｓ、２３℃）であり、ずり速度１０００（１／ｓ）における粘度が０．０５〜１０（Ｐａ・ｓ、２３℃）である。

本発明のコンクリート剥落防止工法の他の好適例においては、前記水系上塗り塗料が、エポキシ樹脂及び硬化剤を含む２液反応硬化型塗料である。

本発明のコンクリート剥落防止工法の他の好適例においては、前記体質顔料がシリカである。

本発明のコンクリート剥落防止工法の他の好適例においては、前記水系下塗り塗料が更に揺変剤を含み、該水系下塗り塗料中における揺変剤の含有量が０．０１〜５質量％の範囲内にある。

本発明のコンクリート剥落防止工法の他の好適例においては、前記水系下塗り塗料が、更に、紫外線吸収性化合物及びヒンダードアミン化合物の少なくとも一方を含む。

本発明のコンクリート剥落防止工法の他の好適例において、前記積層体は厚さが２００〜１５００μｍの範囲内である。

本発明によれば、エポキシ樹脂を含む２液反応硬化型水系塗料による塗装であっても、刷毛塗装やローラー塗装により可視性の良好な厚膜を形成することができ、これにより、積層体を構成するすべての塗膜を水系塗料から形成可能であり且つコンクリート表面の変状を目視で確認できるコンクリート剥落防止工法を提供することができる。

以下に、本発明のコンクリート剥落防止工法を詳細に説明する。本発明のコンクリート剥落防止工法は、コンクリート構造物の表面に、下塗り塗膜、繊維シート及び上塗り塗膜を備える積層体を形成させて、コンクリート構造物からのコンクリートの剥落を防止する方法であって、刷毛塗装又はローラー塗装により、水系下塗り塗料でコンクリート構造物の表面を塗装し、下塗り塗膜を形成させる第１の工程であって、前記水系下塗り塗料が、エポキシ樹脂、硬化剤及び体質顔料を含む２液反応硬化型塗料であり、該水系下塗り塗料中における体質顔料の含有量が０．１〜１０質量％の範囲内にある第１の工程と、下塗り塗膜上に繊維シートを配置させる第２の工程と、下塗り塗膜及び繊維シートを覆うように水系上塗り塗料による塗装を行い、上塗り塗膜を形成させる第３の工程とを含み、前記積層体は、波長３６０〜７５０ｎｍの可視光透過率が３０％以上であることを特徴とする。

本発明のコンクリート剥落防止工法は、コンクリート構造物の表面に、下塗り塗膜、繊維シート及び上塗り塗膜を備える積層体を形成させて、コンクリート構造物からのコンクリートの剥落を防止する方法であるが、かかる積層体は、後述する第１の工程、第２の工程及び第３の工程を経て得られるため、波長３６０〜７５０ｎｍの可視光透過率を３０％以上とすることができ、積層体の外側から内側に位置するコンクリート表面の変状を目視で十分に確認することができる。

本発明のコンクリート剥落防止工法において、上記積層体は、波長３６０〜７５０ｎｍの可視光透過率が３０％以上であり、その上限は１００％であるが、６０〜９５％であることが好ましい。上記可視光透過率は、可視領域（３６０ｎｍ〜７５０ｎｍ）における全光線透過率を意味し、積層体の全光線透過率をＪＩＳＫ７３７５に基づき測定することで求められる。上述したように、積層体の波長３６０〜７５０ｎｍの可視光透過率が３０％以上であれば、コンクリート表面の変状を目視で確認することができる。

本発明のコンクリート剥落防止工法においては、まず、刷毛塗装又はローラー塗装により、水系下塗り塗料でコンクリート構造物の表面を塗装し、下塗り塗膜を形成させる（下塗り塗膜形成工程又は第１の工程）。

上記コンクリート構造物は、コンクリートを単体で利用した構造物や鉄筋コンクリートを利用した構造物であり、その具体例としては、高架橋、橋梁、橋脚、橋台、桁、床版、高欄、ドルフィン、トンネル、道路、導水路、貯蔵槽、壁、屋根、バルコニー等の各種コンクリート構造物やその部材等が挙げられる。

上記水系下塗り塗料は、エポキシ樹脂、硬化剤及び体質顔料を含む２液反応硬化型塗料であり、該水系下塗り塗料中における体質顔料の含有量が０．１〜１０質量％の範囲内にある。エポキシ樹脂は、コンクリート構造物に対する塗膜の密着性を確保する観点から、下塗り塗膜を構成する樹脂成分として好適であるが、エポキシ樹脂を含む従来の２液反応硬化型水系塗料では刷毛塗装又はローラー塗装により厚膜を形成することが困難であった。しかしながら、本発明に用いる水系下塗り塗料によれば、水系下塗り塗料中における体質顔料の含有量を０．１〜１０質量％の範囲内にすることで、刷毛塗装やローラー塗装により可視性の良好な厚膜の形成が可能となり、これにより、積層体を構成するすべての塗膜を水系塗料から形成可能であり且つコンクリート表面の変状を目視で確認できるコンクリート剥落防止工法を提供することができる。

上記水系下塗り塗料は、２液反応硬化型塗料であるが、本発明における２液反応硬化型塗料とは、塗装時にエポキシ樹脂を含む主剤と硬化剤とを混合することで使用されるものであり、常温乾燥型の塗料として容易に使用可能である。このため、既に建設されたコンクリート構造物への塗装までを考慮すると、２液反応硬化型塗料は好適である。なお、ここでいう「常温」とは５〜３５℃である。

上記水系下塗り塗料に用いるエポキシ樹脂としては、１分子中に少なくとも２個のエポキシ基を有する樹脂であることが好ましく、例えば、多価アルコール又は多価フェノールとハロヒドリンとを反応させて得られるものであり、具体例としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ハロゲン化ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ポリグリコール型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、エポキシ化油、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル及びネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル等が挙げられる。これらの中でも、塗膜の耐久性やコンクリート構造物に対する付着性の観点から、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂及びビスフェノールＦ型エポキシ樹脂が好ましい。なお、これらエポキシ樹脂は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。

また、上記エポキシ樹脂は、塗膜の仕上がり性や硬化性の観点から、通常、エポキシ当量は１００〜１，０００ｇ／ｅｑが好ましく、１６０〜９８０ｇ／ｅｑがより好ましく、１６０〜５５０ｇ／ｅｑが更に好ましい。エポキシ当量が１００ｇ／ｅｑ未満では、十分な塗膜物性が得られないおそれがあり、一方でエポキシ当量が１，０００ｇ／ｅｑより大きい場合には、レベリング性が低下し、均一な塗膜が得られないおそれがある。

上記エポキシ樹脂は、エポキシ樹脂エマルジョン又はエポキシ樹脂ディスパージョンの形態で配合されるのが好ましい。なお、本発明において、エポキシ樹脂エマルジョンとは、エポキシ樹脂が水等の水性媒体中で分散してなる乳濁液を意味し、エポキシ樹脂ディスパージョンとは、エポキシ樹脂が水等の水性媒体中で分散してなる分散液を意味する。上記エポキシ樹脂エマルジョンは、特に制限されないが、通常の強制乳化方式（乳化剤及び高速攪拌機等を使用する方式）によって、水等の水性媒体中でエポキシ樹脂を乳化させることにより調製される。ここで、乳化剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル系ノニオン界面活性剤、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロック共重合体等のポリエーテル類、或いは該ノニオン界面活性剤及び該ポリエーテル類の少なくとも一方とジイソシアネート化合物との付加物等が挙げられる。なお、これら乳化剤は、１種単独でも、２種以上のブレンドとして用いてもよい。また、エポキシ樹脂エマルジョンの市販品としては、例えば、エポルジョンＥＡ１、２、３、７、１２、２０、５５及びＨＤ２（ヘンケルジャパン社製）；ユカレジンＫＥ−００２、ＫＥ−１１６、Ｅ−１０２２、ＫＥ−３０１Ｃ（吉村油化学社製）；アデカレジンＥＭ−１０１−５０（アデカ社製）；ｊＥＲ−Ｗ３４３５Ｒ６７、Ｗ１１５５Ｒ５５（三菱化学社製）等が挙げられる。一方、エポキシ樹脂ディスパージョンの市販品としては、例えば、ＢｅｃｋｐｏｘＥＰ２３８１（オルネクス社製）；ＥＰＩ−ＲＥＺ６５３０−ＷＨ−５３（モメンティブ社製）等が挙げられる。

上記水系下塗り塗料に用いる硬化剤は、エポキシ樹脂の硬化剤である限り特に限定されるものではないが、アミン化合物が好ましく、１分子中に２個以上のアミノ基を含有し、分子量１２０以上のポリアミン化合物が更に好ましい。上記ポリアミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、トリアミノプロパン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、イソホロンジアミン、及び１，３−ビスアミノメチルシクロヘキサン等の脂肪族ポリアミン；フェニレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、及びジアミノジフエニルメタン等の芳香族ポリアミン；ポリオキシエチレンジアミン、ポリオキシプロピレンジアミン、トリエチレングリコールジアミン、及びトリプロピレングリコールジアミン等の他のポリアミン化合物と、これらポリアミン化合物のアミノ基を変性してなる変性ポリアミン化合物とが挙げられる。なお、上記ポリアミン化合物の変性には、既知の方法が利用でき、変性反応の例としては、アミノ基のアミド化、アミノ基とカルボニル化合物のマンニッヒ反応、アミノ基とエポキシ基の付加反応等が挙げられる。ここで、アミノ基にエポキシ基等が付加したタイプの変性ポリアミン化合物をアダクトタイプの変性ポリアミン化合物といい、アミノ基にエポキシ基が付加したエポキシアダクトタイプの変性ポリアミン化合物が好ましい。なお、これらアミン化合物は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。

上記アミン化合物は、アミン化合物のエマルジョン、アミン化合物のディスパージョン又はアミン化合物の水溶液の形態で配合されるのが好ましい。なお、本発明において、アミン化合物のエマルジョンとは、アミン化合物が水等の水性媒体中で分散してなる乳濁液を意味し、アミン化合物のディスパージョンとは、アミン化合物が水等の水性媒体中で分散してなる分散液を意味する。なお、上記アミン化合物としては、エマルジョン、ディスパージョン又は水溶液の形態で入手可能な市販品を好適に使用できる。

上記水系下塗り塗料において、硬化剤がアミン化合物である場合、該硬化剤の配合割合は、塗膜の硬化性の観点から、エポキシ樹脂のエポキシ基１当量に対して、アミン化合物の活性水素が、０．５〜３．０当量であることが好ましく、０．６〜１．５当量であることが更に好ましい。なお、上記水系下塗り塗料中において、エポキシ樹脂と硬化剤の合計含有量は、１０〜８０質量％であることが好ましく、３０〜５０質量％であることが更に好ましい。

尚、上記水系下塗り塗料には、反応に寄与しないアクリル樹脂エマルジョン等をブレンドして併用することが可能であり、これにより耐候性、耐水性がより向上する。水系下塗り塗料の樹脂をブレンドする際には、硬化膜の透明性を確保するため、樹脂同士の相溶性が優れていることが好ましい。

上記水系下塗り塗料に用いる体質顔料としては、例えば、炭酸カルシウム、シリカ、アルミナ、水和アルミナ、マグネシア、タルク、クレー、硫酸バリウム、炭酸バリウム、ウォラストナイト、セラミック粉末、ガラス繊維粉末等が挙げられるが、工業的に入手し易く且つ塗膜の可視光透過性を確保する観点から、シリカが特に好ましい。なお、これら体質顔料は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。

体質顔料は、通常、エポキシ樹脂を含む主剤に配合されるが、硬化剤と併用することも可能である。上記水系下塗り塗料中において、体質顔料の含有量は０．１〜１０質量％の範囲内にあるが、３〜６質量％であることが好ましい。上記体質顔料の含有量が０．１質量％未満では、刷毛塗装やローラー塗装による厚膜の形成が困難になり、一方、該体質顔料の含有量が１０質量％を超えると、コンクリート表面の変状を目視で確認することが困難になる。

上記水系下塗り塗料は、水を主溶媒として含み、環境への負荷が小さい。水は、通常、エポキシ樹脂を含む主剤と硬化剤の両方に使用されるが、硬化剤は、水と併用せずに単独で使用される場合もある。上記水系下塗り塗料中において、水の含有量は、１５〜７０質量％であることが好ましく、３０〜５０質量％であることが更に好ましい。上記水系下塗り塗料中における水の含有量が１５質量％未満であると塗料の調製が困難になり、一方、７０質量％を超えると、厚膜塗装することが困難になる。

上記水系下塗り塗料は、更に、揺変剤を含むことが好ましい。揺変剤は、塗料に揺変性を与え、垂れを防止することができ、厚膜塗装の観点から好ましい。揺変剤としては、例えば、アルミニウムステアレートやジンクステアレート等の金属石鹸の他、ベントナイト、アクリルオリゴマー、アマイドワックス、酸化ポリエチレン等が挙げられる。揺変剤は、通常、エポキシ樹脂を含む主剤に配合されるが、硬化剤と併用することも可能である。なお、これら揺変剤は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。上記水系下塗り塗料中において、揺変剤の含有量は、０．０１〜５質量％の範囲内にあることが好ましく、０．５〜３質量％であることが更に好ましい。ここで、上記揺変剤の含有量が０．０１質量％以上であれば、塗料の垂れを効果的に防止できる。一方、上記揺変剤の含有量が５質量％を超えると、コンクリート表面の変状を目視で確認することが困難になる。

上記水系下塗り塗料は、更に、紫外線吸収性化合物及びヒンダードアミン化合物の少なくとも一方を含むことが好ましい。上記水系下塗り塗料に紫外線吸収性化合物又はヒンダードアミン化合物を配合することで、塗膜の耐候性を向上させることができ、経年におけるコンクリート基材の変状を目視確認し易くなる。紫外線吸収性化合物及びヒンダードアミン化合物は、通常、エポキシ樹脂を含む主剤に配合されるが、硬化剤と併用することも可能である。上記水系下塗り塗料中において、紫外線吸収性化合物とヒンダードアミン化合物の合計含有量は、０．０５〜１０質量％であることが好ましい。紫外線吸収性化合物とヒンダードアミン化合物の合計含有量が上記特定した範囲内にあれば、塗膜の可視性を損なわずに耐候性の付与が可能である。

紫外線吸収性化合物としては、例えば、トリアジン系化合物、マロン酸エステル系化合物、シュウ酸アニリド系化合物等を挙げることができる。トリアジン系化合物としては、例えば、２−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−５［（ヘキシル）オキシ］−フェノール、２−［４−［６（２−ヒドロキシ−３−ドデシルオキシプロピル）オキシ］−２−ヒドロキシフェニル］−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジンと２−［４−［６（２−ヒドロキシ−３−ドデシルオキシプロピル）オキシ］−２−ヒドロキシフェニル］−４，６−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−１，３，５−トリアジンの混合物、２，４−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−６−（２−ヒドロキシ−４−ｉｓｏ−オクチルオキシフェニル）−ｓ−トリアジン、２，４−ビス（２，４−ジメチルフェニル）−６−（２−ヒドロキシ−４−オクチルオキシフェニル）−１，３，５−トリアジン等を挙げることができる。マロン酸エステル系化合物としては、例えば、２−（ｐ−メトキシベンジリデン）マロン酸ジメチル、テトラエチル−２，２−（１，４−フェニレンジメチリデン）ビスマロネート、２−（ｐ−メトキシベンジリデン）−ビス（１，２，２，６，６−ペンタメチル４−ピペリジニル）マロネート等が挙げられる。シュウ酸アニリド系化合物としては、２−メチル−２’−エトキシオキサルアニリド、２−エチル−２’−エトキシオキサルアニリド、４，４’−ジオクチルオキシオキサルアニリド、２，２’−ジエトキシオキサルアニリド、２，２’−ジオクチルオキシ−５，５’−ジ−第三ブトキサルアニリド、２，２’−ジドデシルオキシ−５，５’−ジ−第三ブトキサルアニリド、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−ジメチルアミノプロピル）オキサルアミド、２−エトキシ−５−第三ブチル−２’−エトキサルアニリド及びその２−エトキシ−２’−エチル−５，４’−ジ−第三ブトキサルアニリドとの混合物、ｏ−及びｐ−メトキシ−二置換オキサルアニリドの混合物及びｏ−及びｐ−エトキシ−二置換オキサルアニリドの混合物等を挙げることができる。なお、これら紫外線吸収性化合物は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。

ヒンダードアミン化合物とは、Ｎ原子に隣接する炭素原子には水素原子がないピペリジン環を有する化合物であり、光安定剤として使用できる。このようなピペリジン環としては、Ｎ原子に隣接する炭素原子にメチル基が結合している２，２，６，６−テトラメチルピペリジン環を挙げることができる。これらヒンダードアミン化合物は、一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、市販品を好適に使用できる。

上記水系下塗り塗料には、防錆剤、分散剤、消泡剤、脱水剤、レベリング剤、沈降防止剤、防藻剤、防カビ剤、防腐剤等の各種添加剤を必要に応じて適宜配合してもよい。なお、添加剤には有機溶剤が使用されている場合もあるが、本発明に使用される水系塗料中においては、環境への負荷を抑える観点から、有機溶剤の含有量が１０質量％未満であることが好ましい。

上記水系下塗り塗料は、エポキシ樹脂と硬化剤とを分けて保存されており、塗装直前にこれらを混合して調製される。エポキシ樹脂は、通常、体質顔料及び水の他、必要に応じて適宜選択される各種成分と組み合わせて保存されており、これを主剤と称する。また、硬化剤も、通常、水や必要に応じて適宜選択される各種成分と組み合わせて保存されており、これを硬化剤混合物と称する。上記水系下塗り塗料の粘度を調整するため、上記主剤と、硬化剤混合物とを混合した後に、水を更に加えてもよい。

上記水系下塗り塗料は、ずり速度０．１（１／ｓ）における粘度が１〜１０００（Ｐａ・ｓ、２３℃）であり、ずり速度１０００（１／ｓ）における粘度が０．０５〜１０（Ｐａ・ｓ、２３℃）であることが好ましい。上述の特定した範囲内に粘度を調整することにより、塗装作業性を向上させることができる。なお、０．１（１／ｓ）と１０００（１／ｓ）の２つのずり速度を基準にして粘度を規定した理由は、０．１（１／ｓ）のずり速度での粘度が塗装直後の塗料の粘度の指標となり、１０００（１／ｓ）のずり速度での粘度が刷毛塗装又はローラー塗装時の塗料の粘度の指標となり、この塗装時から塗装直後の塗料の粘性がタレ性およびレベリング性に相関しているからである。なお、本発明において、粘度は、ＴＡインスツルメンツ社製レオメーターＡＲＥＳを用い、液温を２３℃に調整した後に測定される。

上記下塗り塗膜形成工程において、塗装方法は、刷毛塗装又はローラー塗装であるが、大規模な構造物を塗装する観点から、圧送刷毛や圧送ローラー等の塗装手段を利用することもできる。本発明のコンクリート剥落防止工法によれば、１回の刷毛塗装又はローラー塗装によって膜厚が１００μｍ以上の可視性の良好な下塗り塗膜を形成することができる。

上記下塗り塗膜形成工程によって得られる下塗り塗膜は、その乾燥膜厚が１００〜６００μｍであることが好ましい。本発明において、塗膜の乾燥膜厚とは、２３℃、５０％相対湿度の条件にて２４時間乾燥した後の膜厚を指す。

本発明のコンクリート剥落防止工法においては、次に、上記第１の工程により形成された下塗り塗膜上に繊維シートを配置させる（第２の工程）。ここで、繊維シートは、上記水系下塗り塗料の硬化が完了する前に塗膜上に置くことが好ましい。これにより、繊維シートを下塗り塗膜上に貼り付けることができる。

上記繊維シートは、通常のコンクリート剥落防止工法に使用されるシートの形状で使用できる。例えば、繊維シートは格子状であり、この場合、繊維シートの厚さは０．１〜３ｍｍであることが好ましく、目合いは一辺が０．１〜２０ｍｍであることが好ましい。剥落防止性能においてシートの引張強度は、１５０（Ｎ／５ｃｍ）以上が好ましい。上記繊維シートとしては、例えば、ガラス繊維、ビニロン繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリパラフェニレン繊維、ポリアリレート繊維、アラミド繊維、炭素繊維等の繊維で構成されるシートが挙げられるが、剥落防止効果と可視性の観点からガラス繊維シートが特に好ましい。

本発明のコンクリート剥落防止工法においては、次に、下塗り塗膜及び繊維シートを覆うように水系上塗り塗料による塗装を行い、上塗り塗膜を形成させる（上塗り塗膜形成工程又は第３の工程）。

上記水系上塗り塗料は、水を主溶媒として含む塗料である限り各種塗料が利用可能であるが、上記水系下塗り塗料の硬化が完了する前に、繊維シートの貼り付けと、上塗り塗料の塗装までを終わらせる観点から、上記水系上塗り塗料は、エポキシ樹脂及び硬化剤を含む２液反応硬化型塗料であることが好ましい。これにより、施工全体を短時間で完了させることができる。なお、上記水系上塗り塗料は、上記水系下塗り塗料の説明において記載した理由と同じ理由から、体質顔料、揺変剤、紫外線吸収性化合物及びヒンダードアミン化合物を含むことが好ましく、上記水系下塗り塗料の説明において記載した塗料を水系上塗り塗料として好適に使用することができる。

なお、上記上塗り塗膜は、異なる複数の水系上塗り塗料により形成されてもよい。例えば、２種類の水系上塗り塗料を用いる場合、上塗り塗膜は、下塗り塗膜及び繊維シートを覆うように形成される第１層と、該第１層上に形成される第２層とから構成される。このため、第１層には、下塗り塗膜や繊維シートとの関係から好ましい塗料を選択でき、また、第２層には、最表層を形成するための塗料として好ましい塗料を選択することができる。

上記上塗り塗膜形成工程において、塗装方法は、特に限定されず、既知の塗装手段、例えば、刷毛塗装、ローラー塗装、コテ塗装、ヘラ塗装、スプレー塗装等が利用できるが、既に建設されたコンクリート構造物への塗装までを考慮すると、刷毛塗装やローラー塗装が好適である。

上記上塗り塗膜形成工程によって得られる上塗り塗膜は、その乾燥膜厚が３０〜６００μｍであることが好ましい。本発明において、塗膜の乾燥膜厚とは、２３℃、５０％相対湿度の条件にて２４時間乾燥した後の膜厚を指す。

本発明のコンクリート剥落防止工法によれば、積層体を構成するすべての塗膜（具体的には下塗り塗膜及び上塗り塗膜）を水系塗料から形成可能であり、環境への負荷が低い。このため、本発明は、作業者への有機溶剤中毒防止の観点からも好ましい健康で安全なコンクリート剥落防止工法であり、更には、都市部や繁華街のような人が多く集まる地域で施工しても臭気の問題も発生しない。また、積層体を構成するすべての塗膜を水系塗料から形成可能であれば、火災が発生しても延焼等の二次災害に至らない。

本発明のコンクリート剥落防止工法において、上記積層体は、厚さが２００〜１５００μｍの範囲内であることが好ましく、３００〜１５００μｍの範囲内であることがより好ましい。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

表１〜２に示す配合処方に従い、主剤１〜１６及び硬化剤混合物１〜４を調製した。

（注１）ＢｅｃｋｐｏｘＥＰ２３８１（オルネクス社製ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂エマルジョン、固形分５５質量％、エポキシ当量５００ｇ／ｅｑ（固形分））
（注２）エポルジョンＥＡ５５（日本ＮＳＣ社製ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂エマルジョン、固形分５５質量％、エポキシ当量４９５ｇ／ｅｑ（固形分））
（注３）ｊＥＲＷ３４３５Ｒ６７（三菱化学社製ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ディスパージョン、固形分６７質量％、エポキシ当量２７３ｇ／ｅｑ（固形分））
（注４）ＡＥＲＯＳＩＬＲ９７２（日本アエロジル社製疎水性フォームドシリカ）
（注５）サイリシア３５０（フジシリシア社製微粉末シリカ、平均粒子径３．９μｍ）
（注６）ＭＣ−Ｋ(丸尾カルシウム社製炭酸カルシウム、平均粒子径０．０５μｍ)
（注７）バリファインＢＦ−２０（堺化学社製硫酸バリウム、平均粒子径０．０３μｍ）
（注８）チクゾールＷ−５０２（共栄社製ポリアクリル酸系揺変剤の水分散液、揺変剤含有量：２１質量％）
（注９）チヌビン４００（ＢＡＳＦ社製、ヒドロキシフェニルトリアジン（ＨＰＴ）系紫外線吸収剤）
（注１０）フジキュアーＦＸＳ−９１８−ＦＡ（Ｔ＆ＫＴＯＫＡ社製、アミノ基にエポキシ基が付加したエポキシアダクトタイプの変性ポリアミン化合物の水分散液、固形分６０質量％）
（注１１）ＥＫ８５４５−Ｗ５２（モメンティブ社製、ポリアミンのアミノ基をアミド化して得られる変性ポリアミドアミンの水分散液、固形分５２質量％）
なお、表１及び表２中、加熱残分とは、主剤又は硬化剤混合物を１５０℃で６０分間加熱した際に残存する成分を指す。

（実施例１〜１９及び比較例１〜２）
表３に示す配合処方に従う塗料を下塗り塗料として用意し、各種試験を行った。結果を表３に示す。なお、上塗り塗料を用いる場合は、実施例１８を除き、下塗り塗料と同一の塗料を上塗り塗料として用いた。実施例１８の上塗り塗料は、ＤＮＴビューウレタンクリヤー（大日本塗料製、１液反応型水系ウレタン樹脂塗料、クリヤー塗料）であり、下塗り塗料と異なる塗料であるため、上塗り塗料による塗装は、繊維シートを配置してから下塗り塗膜を２４時間養生した後に行った。また、比較例１では、膜厚が１００μｍの塗膜を形成する場合、複数回塗り重ねを行った。

＜塗装作業性＞
コンクリート基材の水平な表面を塗料で塗装し、下記の基準に従って塗装作業性を評価した。なお、塗装作業性は、刷毛とローラーの両方の場合で評価した。
◎：３００μｍ以上の均一な塗膜を１回の塗装で容易に形成できる。
○：１００μｍ以上であるが３００μｍ未満の均一な塗膜を１回の塗装で容易に形成できる。
×１：膜厚が薄くなり、１回の塗装で１００μｍ以上の均一な塗膜を形成できない。
×２：部分的に厚膜形成できるものの、塗装ムラが大きく、均一な塗膜を形成できない。

＜タレ限界＞
刷毛により塗料でポリプロピレン板（厚み１５０ｍｍ、幅７０ｍｍ）の垂直面を塗装し、タレが生じた時点で塗装を完了した。その後、塗膜を温度２３℃相対湿度５０％で１６８時間乾燥させ、ポリプロピレン板の上端から２０ｍｍ下方に位置する塗膜の厚みをタレ限界として評価した。なお、膜厚は、塗膜をポリプロピレン板から剥がし、ノギスを用いて測定した。

＜可視光透過率＞
刷毛により、膜厚が１００μｍとなるように、塗料でポリプロピレン板を塗装して下塗り塗膜を形成させ、次いで以下に記載の繊維シートを配置させ、次いで、刷毛により、膜厚が１００μｍとなるように、塗料で下塗り塗膜及び繊維シートを塗装して上塗り塗膜を形成させた。その後、積層体を温度３５℃相対湿度９０％で１６８時間乾燥させ、ポリプロピレン板から剥がした。積層体から５０ｍｍ×５０ｍｍの試験片を切り出した。サカタインクス株式会社製マクベス分光光度計ＣＥ−３１００を用いて、ＪＩＳＫ７３７５に基づき、該試験片の全光線透過率を測定した。具体的には、３６０ｎｍ〜７５０ｎｍまで１０ｎｍ置きに全光線透過率を測定し、得られた４０データの合計を、データ数で割った値を可視光透過率とした。
なお、繊維シートは、実施例１〜１８及び比較例１〜２が、ガラスクレネットＧ４４１２６［倉敷紡績株式会社製、引張強度、縦：４８０、横：４２０（（Ｎ／５ｃｍ（糸本数、縦：２０本、横：１５本））、厚み：０．２０（ｍｍ）］であり、実施例１９がポリエステルクレネットＥ４５００［倉敷紡績株式会社製、引張強度、縦：８００、横：８６０（（Ｎ／５ｃｍ）（糸本数、縦：５本、横：５本））、厚み：０．２６（ｍｍ）］である。

＜基材可視性＞
刷毛により、１００μｍ以上の均一な塗膜を１回の塗装で容易に形成できるもの（実施例１〜１９及び比較例２）は膜厚が１００μｍとなるように、１００μｍ以上の均一な塗膜を１回の塗装で形成できないもの（比較例１）は１回の塗装のたれ限界膜厚（４０μｍ）になるように塗料でコンクリート基材を塗装して下塗り塗膜を形成させ、次いで以下に記載の繊維シートを配置させ、次いで、刷毛により、下塗りの塗装と同様に上塗り塗膜を形成させた。その後、積層体を温度３５℃相対湿度９０％で１６８時間乾燥させ、積層体の上からコンクリート基材を目視で観察し、下記の基準に従って評価を行った。
なお、繊維シートは、実施例１〜１８及び比較例１〜２が、ガラスクレネットＧ４４１２６［倉敷紡績株式会社製、引張強度、縦：４８０、横：４２０（（Ｎ／５ｃｍ（糸本数、縦：２０本、横：１５本））、厚み：０．２０（ｍｍ）］であり、実施例１９がポリエステルクレネットＥ４５００［倉敷紡績株式会社製、引張強度、縦：８００、横：８６０（（Ｎ／５ｃｍ）（糸本数、縦：５本、横：５本））、厚み：０．２６（ｍｍ）］である。
◎：基材表面を鮮明に確認できる。
〇：鮮明ではないものの基材表面を確認することが出来る。
×：基材表面を確認することが出来ない。

＜剥落防止性能＞
刷毛により、１００μｍ以上の均一な塗膜を１回の塗装で容易に形成できるもの（実施例１〜１９及び比較例２）は膜厚が１００μｍとなるように、１００μｍ以上の均一な塗膜を１回の塗装で形成できないもの（比較例１）は１回の塗装のたれ限界膜厚（４０μｍ）になるように塗料でコンクリート基材を塗装して下塗り塗膜を形成させ、次いで以下に記載の繊維シートを配置させ、次いで、刷毛により、膜厚が１００μｍ（実施例１〜１７、１９及び比較例２）、４０μｍ（比較例１）又は３０μｍ（実施例１８）となるように、塗料で下塗り塗膜及び繊維シートを塗装して上塗り塗膜を形成させ、その後、積層体を温度３５℃相対湿度９０％で１６８時間乾燥させた。
なお、コンクリート基材としては、ＪＩＳＡ５３７２：２００４（プレキャスト鉄筋コンクリート製品）に規定するＵ形ふた、呼び名１種（４００×６００×６０ｍｍ）を用いた。
また、繊維シートは、実施例１〜１８及び比較例１〜２が、ガラスクレネットＧ４４１２６［倉敷紡績株式会社製、引張強度、縦：４８０、横：４２０（（Ｎ／５ｃｍ（糸本数、縦：２０本、横：１５本））、厚み：０．２０（ｍｍ）］であり、実施例１９がポリエステルクレネットＥ４５００［倉敷紡績株式会社製、引張強度、縦：８００、横：８６０（（Ｎ／５ｃｍ）（糸本数、縦：５本、横：５本））、厚み：０．２６（ｍｍ）］である。
次いで、積層体を備えるコンクリート基材に対して、「首都高速道路株式会社橋梁構造物設計要領コンクリート片剥落防止編平成１８年８月版」に準拠して剥落防止性能試験を行い、下記基準に従い評価した。
・耐荷性
〇：φ１０ｃｍあたりの押抜き荷重０．３ｋＮ以上。
×：φ１０ｃｍあたりの押抜き荷重０．３ｋＮ未満。

＜付着性試験＞
コンクリート基材の種類及び積層体の乾燥条件以外は、＜剥落防止性能＞と同様に、積層体を形成させた。コンクリート基材としては、寸法２０×７０×７０ｍｍのモルタル片を用いた。乾燥条件としては、２３℃及び５℃の恒温室（湿度５０％ＲＨ）にて、それぞれ７日間、３０日間養生を行った。次いで、積層体を備えるコンクリート基材に対して、建研式付着力試験機を用いた剥離試験を行い、剥離時の数値を下記基準により評価した。
〇：１．５Ｎ／ｍｍ^２以上。
×：１．５Ｎ／ｍｍ^２未満。

＜耐久性（耐候性）試験＞
刷毛により、膜厚が１００μｍとなるように、塗料でコンクリート基材を塗装して下塗り塗膜を形成させ、次いで以下に記載の繊維シートを配置させ、次いで、刷毛により、膜厚が１００μｍとなるように、塗料で下塗り塗膜及び繊維シートを塗装して上塗り塗膜を形成させた。その後、積層体を温度３５℃相対湿度９０％で１６８時間乾燥させ、試験板を作製した。得られた試験板に、岩崎電気社製ＥＹＥＳＵＰＥＲＵＶＴＥＳＴＥＲＳＵＶ−Ｗ２３を用いて４００時間の照射試験を行った。照射後の試験板に対して、積層体の上からコンクリート基材を目視で観察し、下記基準により評価を行った。
なお、繊維シートは、実施例１〜３、７〜１４、１６〜１８及び比較例１が、ガラスクレネットＧ４４１２６［倉敷紡績株式会社製、引張強度、縦：４８０横：４２０（Ｎ／５ｃｍ（糸本数、縦：２０本、横：１５本））、厚み：０．２０（ｍｍ）］であり、実施例１９がポリエステルクレネットＥ４４００［倉敷紡績株式会社製、引張強度、縦：３２０横：３５０（Ｎ／５ｃｍ（糸本数、縦：１０本、横：１０本））、厚み：０．２６（ｍｍ）］である。
◎：基材表面を鮮明に確認できる。
〇：鮮明ではないものの基材表面を確認することが出来る。
△：塗膜が黄変したものの基材表面を確認することが出来る。
×：基材表面を確認することが出来ない。

＜粘度＞
塗料の液温を２３℃に調整した後、ＴＡインスツルメンツ社製レオメーターＡＲＥＳを用い、ずり速度０．１ｓ^−１及び１，０００ｓ^−１の粘度（Ｐａ・ｓ）を測定した。

Claims

コンクリート構造物の表面に、下塗り塗膜、繊維シート及び上塗り塗膜を備える積層体を形成させて、コンクリート構造物からのコンクリートの剥落を防止する方法であって、
刷毛塗装又はローラー塗装により、水系下塗り塗料でコンクリート構造物の表面を塗装し、下塗り塗膜を形成させる第１の工程であって、前記水系下塗り塗料が、エポキシ樹脂、硬化剤及び体質顔料を含む２液反応硬化型塗料であり、該水系下塗り塗料中における体質顔料の含有量が０．１〜１０質量％の範囲内にある第１の工程と、
下塗り塗膜上に繊維シートを配置させる第２の工程と、
下塗り塗膜及び繊維シートを覆うように水系上塗り塗料による塗装を行い、上塗り塗膜を形成させる第３の工程を含み、
前記積層体は、波長３６０〜７５０ｎｍの可視光透過率が３０％以上であることを特徴とする方法。
前記水系下塗り塗料は、ずり速度０．１（１／ｓ）における粘度が１〜１０００（Ｐａ・ｓ、２３℃）であり、ずり速度１０００（１／ｓ）における粘度が０．０５〜１０（Ｐａ・ｓ、２３℃）であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記水系上塗り塗料が、エポキシ樹脂及び硬化剤を含む２液反応硬化型塗料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
前記体質顔料がシリカであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
前記水系下塗り塗料が更に揺変剤を含み、該水系下塗り塗料中における揺変剤の含有量が０．０１〜５質量％の範囲内にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
前記水系下塗り塗料が、更に、紫外線吸収性化合物及びヒンダードアミン化合物の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
前記積層体は厚さが２００〜１５００μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。