JP2018193445A

JP2018193445A - コンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物およびコンクリート構造体

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Inventors: 朗村上; Akira Murakami
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Abstract

【課題】接着される補強材の補強性能が充分に発揮される接着強度を有し、コンクリートの母材の破壊強度の低下を抑制し、かつコンクリート部材の耐震性を向上させるのに寄与するコンクリート補強用接着剤組成物、および耐震性と破壊防止効果に優れたコンクリート構造体を提供する。【解決手段】コンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物は、１分子あたり２つ以上のヒドロキシ基を有するポリオール成分と、１分子あたり２つ以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート成分とを含有する。ポリオール成分は、ポリオール成分の総量を１００質量％として、７０質量％以上のジオールを含む。ポリイソシアネート成分は、ポリイソシアネート成分の総量を１００質量％として、５質量％以上９５質量％以下のポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを含む。【選択図】図２

Description

本発明は、コンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物およびコンクリート構造体に関するものである。

コンクリートは建築用材料として多くの場面で利用されている。コンクリートの部材を補強する方法として、コンクリート部材の表面に接着剤を塗布した後、ベルト状の補強材を巻きつける、あるいは帯状に貼り付ける方法が開示されている（例えば特許文献１および特許文献２参照）。この方法は、新設のコンクリート部材の補強のみならず、既設の部材の補強にも適用可能である。

特開２０１４−７４２６４号公報特開２０１１−１１１８６５号公報

上述したベルト状の補強材によりコンクリート部材を補強する方法において、使用される補強材は高延性材料からなり、引張力に対して高い抵抗性を示す。さらに柱状の部材の場合、部材に補強材を巻きつけることで拘束圧が付加され、曲げ応力やせん断力に対する抵抗力が高くなる。さらにコンクリートを補強材で覆うことにより、コンクリート部材の一部が損壊しても破壊が部材全体に進行するのを抑えたり、表面からの部材の剥落を防いだりすることができる。

ベルト状の上記補強材がその性能を発揮するためには、補強材がコンクリートの母材に固定されている必要がある。したがって、補強材をコンクリート上に接着するための接着剤には高い接着強度が求められる。一方、接着剤の中には、接着剤が塗布されたコンクリートの母材との相性が悪いものがある。このような接着剤を塗布した場合、補強材に応力がはたらいて母材から補強材が剥離する際に母材の破壊が起こりやすくなる。コンクリートの母材との相性が悪い接着剤の中には母材の強度を低下させ、母材の破壊を生じさせるものもある。接着剤としては、コンクリートの母材の破壊が抑制されるのが望ましい。したがって、コンクリート補強用接着剤組成物としては塗布後の母材との相性がよいことも求められる。

このように、上記接着剤には、コンクリートに対する接着強度として、補強材を固定するために充分な接着強度を有し、かつコンクリートの母材との相性がよいことが求められる。そこで本発明は、接着される補強材の補強性能が充分に発揮される接着強度を有し、コンクリートの母材との相性がよく、かつコンクリート部材の耐震性を向上させるのに寄与するコンクリート補強用接着剤組成物を提供することを目的の１つとする。さらに耐震性と破壊防止効果に優れたコンクリート構造体を提供することを目的の１つとする。

本願のコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物は、１分子あたり２つ以上のヒドロキシ基を有するポリオール成分と、１分子あたり２つ以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート成分とを含有し、ポリオール成分は、ポリオール成分の総量を１００質量％として、７０質量％以上のジオールを含み、ポリイソシアネート成分は、ポリイソシアネート成分の総量を１００質量％として、５質量％以上９５質量％以下のポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを含む。

本発明によれば、接着される補強材の補強性能が充分に発揮される接着強度を有し、コンクリートの母材の破壊を抑制し、かつコンクリート部材の耐震性を向上させるのに寄与するコンクリート補強用接着剤組成物、および耐震性と破壊防止効果に優れたコンクリート構造体を提供することが可能となる。

コンクリート構造体の概略斜視図である。コンクリート構造体の断面図である。コンクリート構造体を製造するための工程を示すフローチャートである。

［本願発明の実施形態の説明］
最初に本願発明の実施態様を列記して説明する。本発明にかかるコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物は、１分子あたり２つ以上のヒドロキシ基を有するポリオール成分と、１分子あたり２つ以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート成分とを含有する。このうち、ポリオール成分は、ポリオール成分の総量を１００質量％として、７０質量％以上のジオールを含む。またポリイソシアネート成分は、ポリイソシアネート成分の総量を１００質量％として、５質量％以上９５質量％以下のポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（これ以降、「ポリメリックＭＤＩ」とも称する）を含む。

本発明にかかるコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物は、上述した特定の組成を有する。このような組成を有するコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物は、コンクリート補強用接着剤組成物として充分な接着力を有し、かつ母材との相性がよい。その結果、接着される補強材が充分な耐震性を発揮するのに適した接着強度を有し、母材の破壊を抑制できるコンクリート補強用接着剤組成物、および耐震性に優れたコンクリート構造体を提供することが可能となる。

本発明にかかるコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物において、ポリオール成分およびポリイソシアネート成分の総量を１００質量％として、ジオールの量が、４５質量％以上６５質量％以下であってもよい。ジオールがこのような比率で含まれることにより、補強材とコンクリートの母材とを接着するのにより高い接着強度を備えたコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物を得ることができる。

本発明にかかるコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物は、ポリオール成分とポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）を含むポリイソシアネート成分とを含有する第１液と、ポリオール成分と、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）を含まないポリイソシアネート成分とを含有する第２液とを含んでいてもよい。このような構成により、塗工性のよいコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物を得ることができる。

本発明にかかるコンクリート構造体は、コンクリートを含む母材と、母材上に塗布された、上記コンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物からなる接着剤層と、接着剤層上に配置された延性補強材と、を備える。このようなコンクリート構造体は、耐震性と破壊防止効果に優れる。

本発明にかかるコンクリート構造体において、上記母材は鉄筋コンクリートの柱状体であってもよい。母材が鉄筋コンクリートの母材である場合、延性補強材の拘束圧が働き、特に高い補強効果を発揮することができる。

［本願発明の実施形態の詳細］
次に、本発明にかかるコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物の一実施の形態について説明する。本実施の形態にかかるコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物は、１分子あたり２つ以上のヒドロキシ基を有するポリオール成分と、１分子あたり２つ以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート成分とを含有する。ポリオール成分は、ポリオール成分の総量を１００質量％として、７０質量％以上のジオールを含む。またポリイソシアネート成分は、ポリイソシアネート成分の総量を１００質量％として、５質量％以上９５質量％以下のポリメリックＭＤＩを含む。

上記ポリオール成分は、ジオールを含む。ジオールは、一般式ＨＯ−Ｒ−ＯＨ（Ｒは２価の有機基）で表される、１分子内に２つのヒドロキシ基を有する化合物である。本願のコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物において使用できるジオールの例としては、ポリエーテルジオール、ポリエステルジオール、ポリカーボネートジオール、ポリマージオールなどが挙げられる。

ポリエーテルジオールの具体例としては、ポリオキシエチレンジオール、ポリオキシプロピレンジオール、ポリオキシブチレンジオール、ポリオキシメチレンジオール、ひまし油変性ジオール、エポキシ変性ジオール等が挙げられる。ポリエステルジオールの具体例としては、ポリエチレンアジペートグリコール、ポリプロピレンアジペートグリコール、ポリエチレンブチレンアジペートグリコール、ポリネオペンチルセバケートグリコールなどが挙げられる。本願のコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物においては、これらのジオールのうち１種を単独で使用してもよく、複数のジオールを併用してもよい。これらのうち、ポリエーテルジオールの１種であるポリオキシプロピレンジオールが好ましい。ポリオキシプロピレンジオールは、開始剤であるプロピレングリコールにプロピレンオキシドを付加重合させたポリエーテルジオールである。

本願のコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物において使用できる市販のジオールの例としては、アクトコール（Ｒ）Ｄシリーズ（ポリオキシプロピレンジオール）などのポリエーテルポリオール、ＨＳ２Ｆ―２３１ＡＳ（豊国精油株式会社製）およびクラレポリオールＰシリーズ（株式会社クラレ製）などのポリエステルジオール、クラレポリオールＣシリーズなどのポリカーボネートポリオールなどが挙げられる。

上記ポリオール成分は、ポリオール成分の総量を１００質量％として、７０質量％以上のジオールを含む。ポリオール成分中のジオールの質量が７０質量％以上であると、コンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物として充分な接着強度を発揮することができる。ポリオール成分中のジオールの量は、ポリオール成分の総量を１００質量％として、７５質量％以上であるのが好ましく、８０質量％以上であるのがより好ましく、８５質量％以上であるのがより好ましく、９０質量％以上であるのが特に好ましい。ポリオール成分の割合の上限は１００質量％である。

ポリイソシアネート成分は、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）を含む。ポリメリックＭＤＩとは、モノメリックＭＤＩ（例えば４、４’−ＭＤＩ）と多核体のポリイソシアネートの混合物である。ポリメリックＭＤＩ中には、概ね３５〜６０質量％のモノメリックＭＤＩが含まれる。

本願のコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物において使用できる市販のポリメリックＭＤＩの例としては、ＴＯＰ−１００、ミリオネート（Ｒ）ＭＲ（東ソー株式会社製）、ルブラネート（Ｒ）Ｍ２０Ｓ（ＢＡＳＦＩＮＯＡＣポリウレタン株式会社製）などが挙げられる。

ポリイソシアネート成分は、ポリイソシアネート成分の総量を１００質量％として、５質量％以上９５質量％以下のポリメリックＭＤＩを含む。ポリイソシアネート成分中のポリメリックＭＤＩの量が５質量％未満の場合、コンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物としては接着強度が不十分である。またポリイソシアネート成分中のポリメリックＭＤＩの量が９５質量％を超えると、母材との相性が悪い。その結果、接着剤の剥離時に母材の破壊が生じるおそれがある。ポリイソシアネート成分中のポリメリックＭＤＩの量が、ポリイソシアネート成分の総量を１００質量％として５質量％以上９５質量％以下であれば、母材の破壊を抑制しつつ、充分な接着強度を有するコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物を得ることができる。ポリイソシアネート成分中のポリメリックＭＤＩの量は、ポリイソシアネート成分の総量を１００質量％として、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上である。また好ましくは９０質量％以下、より好ましくは８０質量％以下、さらに好ましくは７０質量％以下、特に好ましくは６０質量％以下である。

ポリイソシアネート成分は、ポリメリックＭＤＩ以外のポリイソシアネートを含んでもよい。ポリイソシアネート成分に含まれるポリイソシアネートとしては、種々のジイソシアネートが挙げられる。そのようなジイソシアネートの例としては、
・ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート（４，４’−ＭＤＩ）、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート（２，４’−ＭＤＩ）、３，３’−ジメチル−４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート、Ｏ−トリジンジイソシアネート、１，４−ジフェニルジイソシアネート、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、１，３−フェニレンジイソシアネート、１，４−フェニレンジイソシアネート、ジアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、テトラアルキルジフェニルメタンジイソシアネート、およびα，α，α，α−テトラメチルキシリレンジイソシアネートなどの芳香族ジイソシアネート；
・メチレンジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート（ＬＤＩ）、２−メチルペンタン−１，５−ジイソシアネート、３−メチルペンタン−１，５−ジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート；
イソホロンジシアネート（ＩＰＤＩ）、４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（水添ＭＤＩ）、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、メチルシクロヘキシレンジイソシアネート（水添ＴＤＩ）、１，３−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、ノルボルネンジイソシアネート（ＮＢＤＩ）などの脂環式ジイソシアネート；ならびに
・過剰量のジイソシアネートにポリオールを反応させたポリイソシアネートプレポリマーなどが挙げられる。（Ｂ）成分のジイソシアネートとしては、これらのジイソシアネートのうち１種を単独で使用してもよく、複数のジイソシアネートを併用してもよい。なかでも入手が容易で、かつ反応性が高いことからジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート（４，４’−ＭＤＩ）が好ましい。

本願のコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物において使用できる市販のジイソシアネートの例としては、コスモネート（Ｒ）ＰＨ（４，４’−ＭＤＩ、三井化学株式会社製）、ミリオネート（Ｒ）ＭＴ（４，４’−ＭＤＩ、東ソー株式会社製）、コスモネート（Ｒ）Ｍ−１００、コスモネート（Ｒ）Ｍ−２００（ともに三井化学株式会社製）、ミリオネート（Ｒ）ＭＲ１００、ミリオネート（Ｒ）ＭＲ２００（ともに東ソー株式会社製）、タケネート（Ｒ）５００（キシリレンジイソシアネート、三井化学株式会社製）、タケネート（Ｒ）６００（１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン、三井化学株式会社製）、タケネート（Ｒ）７００（ヘキサメチレンジイソシアネート、三井化学株式会社製）、デスモジュール（Ｒ）Ｉ（イソホロンジイソシアネート、住化コベストロウレタン株式会社製）、デスモジュール（Ｒ）Ｗ（４，４’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、住化コベストロウレタン株式会社製）、コロネート（Ｒ）Ｔ−１００，８０，６５（トリレンジイソシアネート、東ソー株式会社製）、コスモネート（Ｒ）ＮＤ（１，５−ナフタレンジイソシアネート、三井化学株式会社製）などが挙げられる。

ジオールの含有量は、コンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物中に含まれるポリオール成分およびポリイソシアネート成分の総質量を１００質量％として、４５質量％以上６５質量％以下であるのが好ましい。より好ましくは５０質量％以上である。さらにより好ましくは６０質量％以下である。ジオールの含有量が多すぎても少なすぎても接着性が低下することから、ジオールの含有量は上記範囲であることが好ましい。

上記ポリオール成分は、トリオール、テトラオールなどのジオール以外のポリオールを含んでいてもよい。ポリオール成分に含まれる全ポリオール中のジオール以外のポリオールの割合は、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、さらに好ましくは１０質量％以下、特に好ましくは５質量％以下である。

本実施の形態におけるコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物は、ポリオールおよびポリイソシアネート以外の添加成分を含んでいてもよい。例えばポリオールおよびポリイソシアネート以外に加えて、安定剤、充填剤、接着促進剤、硬化剤、硬化促進剤、可塑剤、揺変剤、顔料、酸化防止剤等の公知の添加剤を含んでいてもよい。

［コンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物］
本実施の形態にかかるコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物は、上記ジオール、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（ポリメリックＭＤＩ）、および必要に応じて添加されるジオール以外のポリオール、ポリメリックＭＤＩ以外のポリイソシアネート、ならびにその他の必要な添加成分を混練機内で均一に混練することにより製造することができる。各成分は単独で混練機に添加してもよい。また、複数のポリオール成分の混合物、複数のポリイソシアネート成分の混合物、およびポリオール成分とポリイソシアネート成分の混合物として添加してもよい。

またコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物は２液型としてもよい。例えばポリオール成分と、ポリメリックＭＤＩを含むポリイソシアネート成分と含有する第１液と、ポリオール成分と、ポリメリックＭＤＩを含まないポリイソシアネート成分と含有する第２液と含むようにしてもよい。より具体的には、コンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物は、ジオールおよび４’４−ＭＤＩを含有するベースポリマーＡ（第１液）と、ジオールおよびポリメリックＭＤＩを含有するベースポリマーＢ（第２液）とを含んでもよい。

［コンクリート構造体］
本実施の形態にかかるコンクリート構造体は、コンクリートを含む母材と、その母材上に塗布された、上述のコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物からなる接着剤層と、接着剤層上に配置された延性補強材と、を備える。

図面を参照して本実施の形態にかかるコンクリート構造体を説明する。図１はコンクリート構造体２０の概略斜視図である。また図２はコンクリート構造体２０の断面図である。本実施の形態において、母材１０は鉄筋コンクリートの柱状体である。図１を参照して、母材１０にはベルト状の延性補強材１２が巻きつけられている。図２を参照して、延性補強材１２は、上述のコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物１４を介して母材１０上に固定される。

図３は、コンクリート構造体２０を製造するための工程を示すフローチャートである。図３を参照して、まず母材１０に貼り付けられた壁紙などの仕上げ材を撤去し、母材１０の接着面を露出させる（ステップＳ１０。以下、「ステップ」を省略する）。次に露出させた接着面のうち、延性補強材１２を巻きつける範囲にコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物１４を塗布する（Ｓ２０）。接着剤組成物１４の塗布範囲に延性補強材１２をたるみが出ないように巻きつける（Ｓ３０）。その後、必要に応じてコンクリート構造体２０の外面の仕上げを行う（Ｓ４０）。このようにしてコンクリート構造体２０を製造する。コンクリート構造体２０が壁などの柱状体以外の形状の場合には、延性補強材１２を巻きつける代わりに、必要な範囲に延性補強材１２を貼り付けることもできる。

このようにして得られるコンクリート構造体２０は、耐震性が要求される建物などの部材として利用することができる。

以下において、実施例を参照して本発明をより具体的に説明する。ただし本発明の範囲はこれら実施例の記載によって限定して解釈されるものではない。

以下の実施例・比較例において配合した成分は次のとおりである。
［ポリオール］
（１）ジオール２官能ＰＰＧ（ポリオキシプロピレンジオール（ポリプロピレングリコール））、分子量２，０００
（２）トリオール
３官能ＰＰＧ（ポリオキシプロピレントリオール）、分子量３，０００

［ポリイソシアネート］
（３）ジイソシアネート４，４’−ＭＤＩ（ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート）
（４）ポリメリックＭＤＩ（ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート）

［添加成分］
ＰＴＳＩ（ｐ−トルエンスルホニルイソシアネート）、
レオロシールＰＭ−２０Ｌ（乾式シリカ、株式会社トクヤマ製）、
ＷＡＣＫＥＲＨＤＫＮ２０（親水性乾式シリカ、旭化成ワッカーシリコーン株式会社製）
ホワイトンＰ−３０（炭酸カルシウム、東洋ファインケミカル株式会社製）
ＫＳ−１０００（炭酸カルシウム、株式会社カルファイン製）
Ｎクレー（クレー、大盛産業株式会社製）
ＮＹＡＤ−Ｇ（ウォラストナイト、ナイコ・ミネラルズ・インコーポレーテッド社製）
ＴｉＰｕｒｅＲ−１０１（酸化チタン（ＩＶ）、デュポン株式会社製）
ゼオラムＡ−４ＬＰＨ（親水性ゼオライト、東ソー株式会社製）
シェルゾールＴＫ（炭化水素系希釈剤、昭和シェル石油株式会社製）
ＩＰソルベント１６２０（炭化水素系希釈剤、出光興産株式会社製）、
エンビライザーＯＬ−１（ジオクチルスズジラウレート、東京ファインケミカル株式会社製）、
ＵＣＡＴ−６６０Ｍ（２，２’‐ジモルホリノエチルエーテル、サンアプロ株式会社製）

［コンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物の調製］
表１に示す配合に基づき、各成分を混練機に投下して均一に混練することによりコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物を調製した。表２には、表１の配合に基づき計算した、コンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物中の２官能ＰＰＧ、３官能ＰＰＧ、４，４’−ＭＤＩおよびポリメリックＭＤＩの割合を示す。

［接着強度および界面剥離エネルギーの評価］
以下の条件で接着強度を評価した。延性補強材ＳＲＦ１００（幅３０×長さ１００×厚み１．１ｍｍ）に、ＪＩＳＡ５５４８準拠のタイル接着用クシ目ごてにて、１，１５０〜１，２００ｇ／ｍ^２の塗布量となるように評価対象の接着剤組成物を塗布した。その後、接着剤を塗布した延性補強材を母材（モルタル板又はスレート板（幅５０×長さ１００×厚み１０ｍｍ））に、接着面積が３０ｍｍ×５０ｍｍとなるように貼り付けた。その後、母材に貼り付けた積層体をクリップにて固定することにより圧締し、その状態で、室温（２０〜２５℃）、３０〜６０％ＲＨの条件下、３日間養生した。養生後の試験試料のせん断離接着強さを、引張速度５ｍｍ／ｍｉｎの条件で測定した。測定は、サンプル数ｎ＝３の試験試料に対して行った。測定後、下式にて３つの試験試料の接着強さおよび表面剥離エネルギーを算出した。また、その平均値ｍから標準偏差σの３倍を減じた値であるｍ−３σも求めた。

接着強度τ_ｆａｖｅは以下の式から求めた。

また界面剥離エネルギーＧ_ｆは以下の式に従って求めた。

但し、Ｐ：最大引張荷重、ｂ_ｆ：接着長さ（５０ｍｍ）、ｗ：接着幅（３０ｍｍ）、ｔ_ｆ：ＳＲＦ１００の厚さ（１．１ｍｍ）、Ｅ_ｆ：ＳＲＦ１００の有効ヤング率（１，４００Ｎ／ｍｍ^２）、σ_ｆ：ＳＲＦ１００に発生する応力である。評価結果を表２に示す。

※１）実施例５、比較例１、比較例２においては、補強材を接着する母材としてモルタルを用いた。それ以外の例においては母材にスレート板を用いた。
※２）平均接着強度の単位はＮ／ｍｍ^２、界面剥離エネルギーの単位はＮ／ｍｍである。

［評価結果の考察］
接着強度は以下のような基準で評価した。
‐ランクＦ（不合格）
次の３基準：（１）接着強度が２．１Ｎ／ｍｍ^２未満、（２）界面剥離エネルギーが２．２Ｎ／ｍｍ未満、（３）主な破壊モードが母材破壊であること、のいずれか一つに該当する
‐ランクＢ（許容レベル）
（１）接着強度が２．１Ｎ／ｍｍ^２以上、（２）界面剥離エネルギーが２．２Ｎ／ｍｍ以上、（３）主な破壊モードが接着剤の凝集破壊であること、という３条件に全て当てはまる。
‐ランクＡ（合格レベル）
ランクＢの条件を満たし、さらに（４）接着強度の（ｍ−３σ）の値が２．０Ｎ／ｍｍ^２以上
‐ランクＳ（優れたレベル）
ランクＡの条件を満たし、さらに（５）界面剥離エネルギーの（ｍ−３σ）の値が２．０Ｎ／ｍｍ以上

表２に示すように、実施例１〜７のコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物はいずれも接着強度が２．１Ｎ／ｍｍ^２以上、界面剥離エネルギーが２．２Ｎ／ｍｍ以上という高い値を示した。また主な破壊モードはいずれも接着剤の凝集破壊であった。したがって実施例１〜７のコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物は、コンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物に適した特性を有していることが明らかとなった。特に実施例３、実施例５〜７においては平均接着強度の（ｍ−３σ）の値が２．０Ｎ／ｍｍ^２以上となるランクＳまたはランクＡであった。さらに、実施例５および実施例６では界面剥離エネルギーの（ｍ−３σ）の値が２．０Ｎ／ｍｍ以上であった。これらの結果から、ポリオール成分が、ポリオール成分の総量を１００質量％として、１００質量％のジオール（２官能ＰＰＧ）を含み、かつポリイソシアネート成分が、ポリイソシアネート成分の総量を１００質量％として、２０．５７質量％以上、５７．７質量％以下のポリメリックＭＤＩを含有する範囲において、接着強度が高く、かつ接着剤の剥離時に母材破壊を生じない、好適なコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物が得られることがわかった。

これに対し、３官能ＰＰＧを含有し、ジオールである２官能ＰＰＧの全ポリオール成分に占める割合が６４．９質量％の比較例１の接着剤組成物、およびポリメリックＭＤＩを含まない比較例３においては、いずれも実施例の接着剤組成物に比べて接着強度が不充分であった。

ポリメリックＭＤＩを多く含む比較例２においては実施例と同程度の接着強度を示すが、母材破壊が生じた。母材破壊は、通常、接着剤の接着強度が母材の強度よりも高い場合に起こりうる。しかしながら接着強度の値は実施例と同程度であった。このことは、比較例２においてはコンクリートの母材表面に塗布された接着剤により母材の強度が低下したことが原因であると推測される。このように比較例２で使用した接着剤はコンクリートの母材との相性が良くないことが確認された。

上記実施例の結果から、本実施形態のコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物は接着される補強材の補強性能が充分に発揮される接着強度を有し、コンクリートの母材の破壊を抑制し、コンクリート部材の耐震性を向上させるコンクリート補強用接着剤組成物として好適な物性を有していることが明らかとなった。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本願のコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物は、接着される補強材の補強性能が充分に発揮される接着強度を有し、コンクリートの母材の破壊を抑制し、かつコンクリート部材の耐震性を向上させるコンクリート補強用接着剤組成物が求められる技術分野において、特に有利に適用され得る。

１０母材
１２延性補強材
１４コンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物
２０コンクリート構造体

Claims

１分子あたり２つ以上のヒドロキシ基を有するポリオール成分と、１分子あたり２つ以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート成分とを含有し、
前記ポリオール成分は、前記ポリオール成分の総量を１００質量％として、７０質量％以上のジオールを含み、
前記ポリイソシアネート成分は、前記ポリイソシアネート成分の総量を１００質量％として、５質量％以上９５質量％以下のポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを含む、コンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物。
前記ポリオール成分および前記ポリイソシアネート成分の総量を１００質量％として、前記ジオールの量が、４５質量％以上６５質量％以下である、請求項１に記載のコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物。
前記ポリオール成分と、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを含むポリイソシアネート成分と含有する第１液と、前記ポリオール成分と、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートを含まないポリイソシアネート成分と含有する第２液と含む、請求項１又は２に記載のコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物。
コンクリートを含む母材と、
前記母材上に塗布された、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリート補強用ポリウレタン系接着剤組成物からなる接着剤層と、
前記接着剤層上に配置された延性補強材と、を備えるコンクリート構造体。
前記母材は、鉄筋コンクリートの柱状体である、請求項４に記載のコンクリート構造体。