JP2019108768A - 目地の補強方法 - Google Patents

Abstract

【課題】破断やクラックの発生の少ない目地補強方法を提供すること。【解決手段】帯状部材により目地を被覆する工程、前記帯状部材を、補強部材に硬化性樹脂組成物を含浸させたプリプレグシートにより被覆する工程、及び前記プリプレグシートを硬化させる工程を有し、前記帯状部材と前記プリプレグシートとは互いに非接着であることを特徴とする、目地の補強方法。【選択図】図１

Description

本発明は、目地の補強方法に関する。

コンクリート構造物等の継目に存在する目地は、施工からの時間経過とともに、コンクリートの伸縮等に起因して破断やクラックが発生する。特に夏冬の寒暖差に伴いコンクリートの伸縮が発生し、目地がその伸縮を吸収しきれず、目地中や、目地とコンクリートとの境界に破断やクラックが発生することが多い。

かかる破断やクラックの発生は、コンクリート構造物の堅牢性を低下させるものであるが、それ以外にも、例えばコンクリート構造物に止水性が求められる場合にはその止水性が損なわれ、大きな問題となる。

例えば、コンクリート三面水路を施工した際に、コンクリートの継目に設けられる目地は、コンクリートの膨張・収縮により、年間約３ｍｍ程度の伸縮を吸収していると言われている。かかる伸縮に耐えきれずに目地に破断やクラックが発生するという問題がある。

かかる課題を解消すべく、伸縮性素材のエラスタイトにより目地を形成する手法が採用されている。しかしながら、かかる手法でも、すぐに目地に破断やクラックが発生し、これに起因して漏水が発生してしまう。

一方、目地は通常の素材により形成したうえで、破断やクラックの発生した（或いは発生を予防したい）目地の表面に補強用のシートを被覆する、いわゆる被覆型の目地補強方法も提案されている。

被覆型の目地補強の際に使用される被覆としては、樹脂を塗布するものと、ゴムシートとが主流となっている。しかしながら、樹脂を塗布する場合では、目地の伸縮に追随しきれずに破断するケースが多く、また、ゴムシートの場合では、伸縮に追随はできるものの、外水圧がかかるとシートが肥大し、通水阻害が起きやすい傾向にある。

そこで破断やクラックの発生の少ない目地補強方法が求められていた。

上記のような事情に鑑み、本発明の目的とするところは、破断やクラックの発生の少ない目地補強方法を提供することにある。

本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、非接着性の部材により目地を被覆したうえで、更にその上にプリプレグシートを被覆することで、目地を強固に補強できることを見出した。本発明者らは、かかる知見に基づきさらに研究を重ね、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、以下の目地の補強方法及び補強構造を提供する。
項１．
帯状部材により目地を被覆する工程、
前記帯状部材を、補強部材に硬化性樹脂組成物を含浸させたプリプレグシートにより被覆する工程、及び
前記プリプレグシートを硬化させる工程を有し、
前記帯状部材と前記プリプレグシートとは互いに非接着であることを特徴とする、目地の補強方法。
項２．
前記帯状部材の厚みは、前記プリプレグシートの厚みの１／１０以下である、項１に記載の補強方法。
項３．
前記補強部材は、伸び率が８〜１５％である、項１又は２に記載の補強方法。
項４．
前記目地の幅方向長さ（Ａ）と、前記帯状部材の幅方向長さ（Ｂ）との比が、Ａ：Ｂ＝１：１.１１〜５０である、項１〜３の何れかに記載の補強方法。
項５．
前記目地の幅方向長さ（Ａ）と、前記プリプレグシートの幅方向長さ（Ｃ）との比が、Ａ：Ｃ＝１：３．３３〜２００である、項１〜４の何れかに記載の補強方法。
項６．
前記補強部材はビニロンを含有する、項１〜５の何れかに記載の補強方法。
項７．
前記硬化性樹脂組成物は紫外線硬化型のビニルエステル系樹脂組成物である、項１〜６の何れかに記載の補強方法。
項８．
前記帯状部材はポリエステルを含有する、項１〜７の何れかに記載の補強方法。
項９．
前記目地は、コンクリート三面水路、暗渠、管渠及び擁壁からなる群より選択される少なくとも１種のコンクリート構造物における目地である、項１〜８の何れかに記載の補強方法。
項１０．
目地の表面を被覆する帯状部材より構成される第１層、及び
補強部材に硬化性樹脂組成物を含浸させたプリプレグシートが硬化してなる第２層をこの順に有することを特徴とする、目地の補強構造。

本発明に係る目地の補強方法によれば、目地の破断やクラックの発生を抑制することができる。

本発明の補強構造の概略図。 比較例の補強構造の概略図。

目地の補強方法
本発明に係る目地の補強方法は、
帯状部材により目地を被覆する工程、
前記帯状部材を、補強部材に硬化性樹脂組成物を含浸させたプリプレグシートにより被覆する工程、及び
前記プリプレグシートを硬化させる工程を有し、
前記帯状部材と前記プリプレグシートとは互いに非接着であることを特徴とする。

本発明の目地の補強方法は、コンクリート構造物等の継目に存在する目地を補強するための方法である。より具体的には、コンクリート三面水路や、暗渠、管渠、擁壁等といったコンクリート構造物に存在する目地を補強するために好適に活用される。特に、構造物の熱に伴う伸縮が発生しやすい目地（伸縮継目）に好適に使用できる。

本明細書において目地の補強とは、目地にクラックや破断が発生する以前に（例えば目地の施工時や施工直後に）処理を施すことにより、目地のクラックや破断の発生を予防する態様、及び、目地にクラックや破断が発生した以後に、処置を施すことにより既に発生しているクラックや破断を補修する態様の双方を包含する。

以下、本発明の目地の補強方法における各工程について、詳細に説明する。

帯状部材により目地を被覆する工程
帯状部材により目地を被覆する工程である。

帯状部材は、後述するプリプレグシートと互いに非接着の材料により構成される。帯状部材は、少なくともプリプレグシートと互いに非接着性であればよく、目地とは接着性を有していてもよい。帯状部材がプリプレグシートと接着性を有する場合、熱変化に伴うコンクリートの伸縮に補強箇所が追随することにより、補強箇所が破断しやすくなる。

このような帯状部材の素材としては、例えばポリエステル（ＰＥＴ）、ポリエチレン、ポリプロピレン等を挙げることができる。帯状部材の形態としては特に限定はなく、例えばシート状であってもよいし、目地に貼付可能なテープ状であってもよい。

特に、かかる帯状部材の素材として、後述するプリプレグシートとの接着性が低いポリエステルを含有する帯状素材、より好ましくはポリエステルにより実質的に構成される帯状部材を採用すればよい。より具体的には、施工の簡便性も考慮し、ポリエステルテープを採用するのが好適である。

特に、後述するプリプレグシートで、補強部材に含浸させる樹脂組成物として紫外線硬化型樹脂組成物を使用する場合には、帯状部材としてポリエステルを含有する素材を使用することが好ましく、ポリエステルテープを使用することが特に好ましい。この場合、ポリエステルテープの粘着面は、目地面と接着することとなる。紫外線硬化型樹脂は、硬化の過程で空気に触れると樹脂が未硬化となり、その結果、プリプレグシートが薄くなって止水性が低下してしまう。そこで、樹脂との接着性に劣るポリエステルを含有する帯状部材（特に好ましくはポリエステルテープ）をプリプレグシートとコンクリートとの間に埋め殺しにすることにより、かかる未硬化現象の発生を抑えることができ、プリプレグシートとコンクリートとの間を化学的に接着化することが可能となる。

また、帯状部材の幅は、目地幅より１０ｍｍ以上余分にあれば、帯状部材を容易に貼り付けられるという理由から、目地の幅方向の長さ（Ａ）と帯状部材の幅方向長さ（Ｂ）との比は、Ａ：Ｂ＝１：１.１１〜１：１００であることが好ましく、１：１〜１：５０であることがより好ましい。

帯状部材の厚みは、帯状部材が厚みを持つと、脱泡が困難になるという理由から、プリプレグシートの厚みの１／１０以下であることが好ましく、１／１５以下であることがより好ましい。一方、脱泡時の充分な強度を確保するという観点から、帯状部材の厚みは、プリプレグシートの厚みの１／２５以上であることが好ましく、１／１５以上であることがより好ましい。

ここで、帯状部材の両脇に接着部材を構成することも好ましい。

接着部材は、コンクリート構造物を構成するコンクリートと後述するプリプレグシートとを接着可能であれば特に限定はない。具体的な態様としては、両面テープや接着剤により構成することを挙げることができる。

接着部材を、接着剤を付着させることにより設ける場合、かかる接着剤としては、コンクリートとプリプレグシートとを接着可能な接着剤が好ましく、特に限定はない。具体的には、ウレタン、塩化ビニル、アクリル、エポキシ、変性シリコーン等を挙げることができる。

帯状部材を、補強部材に硬化性樹脂組成物を含浸させたプリプレグシートにより被覆する工程
次に、コンクリート構造物上に配置した帯状部材を、補強部材に硬化性樹脂組成物を含浸させたプリプレグシートにより被覆する。ここで、帯状部材の両脇に接着部材を形成する際には、プリプレグシートは、前記帯状部材及び前記接着剤を被覆するように設けることが好ましい。

補強部材としては、一般的な防水工事に使用される公知の強化繊維素材（繊維強化プラスチックを含む。）を広く利用することが可能である。中でも、構造物の年間の温度変化による目地の伸縮挙動に適しているという理由から、ビニロンを含有する素材であることが好ましく、ビニロン樹脂の他に、ガラス、ゴム、スチール、アラミドといった添加剤が含まれていてもよい。具体的には、ガラスマット、ゴムマット、アラミド繊維シート、ビニロンシート等を使用することができ、伸び率の観点から、ビニロンシートを使用することが特に好ましい。

補強部材の伸び率は、構造物の年間の温度変化による目地の伸縮挙動に適しているという理由から、８％以上であることが好ましく、１０％以上であることがより好ましい。また、伸び率があまり大きくなると、シートが外水圧に耐えられなくなるという理由から、１５％以下であることが好ましく、１４％以下であることがより好ましい。

かかる補強部材の伸び率は、ＪＩＳ Ｋ ６２５０に準拠した引っ張り試験をすることにより計測・算出することができる。

硬化性樹脂組成物としても、防水工事に使用されるプリプレグに用いられている公知の硬化性樹脂組成物を広く採用することが可能である。但し、紫外線硬化型樹脂組成物を使用することで、短時間施工が可能となることを鑑みれば、紫外線硬化型樹脂組成物を使用することが好ましい。

紫外線硬化型樹脂組成物の具体例としては、紫外線硬化型のビニルエステル系樹脂組成物、エポキシ系樹脂組成物、不飽和ポリエステル系樹脂組成物等をあげることができ、特に限定はない。中でも、防食性に優れているという理由から、ビニルエステル系樹脂組成物を採用することが好ましい。

硬化型樹脂組成物中には、必要に応じ、適宜光開始材、増粘剤といった添加剤が含まれていてもよい。各添加剤の含有量は、その種類や目的等に応じて適宜設定できるが、例えば光開始材であれば硬化型樹脂組成物１００質量％中に１〜１．５質量％、増粘剤であれば同５〜１０質量％含ませるのが好ましい。或いは、添加剤の合計で、硬化型樹脂組成物１００質量％中に１０〜１５質量％とするのが好ましい。

また、構造物の年間の温度変化による目地の伸縮挙動に対応させるという観点から、目地の幅方向長さ（Ａ）と、プリプレグシートの幅方向長さ（Ｃ）との比は、Ａ：Ｃ＝１：３〜４００とすることが好ましく、１：３．３３〜３００とすることがより好ましい。

プリプレグシートを硬化させる工程
次に、上記プリプレグシートを硬化させる。

硬化させる方法としては、プリプレグシートに含まれる硬化性樹脂組成物の特性に応じた方法を挙げることができる。具体的には、紫外線硬化、常温硬化、熱硬化等を挙げることができる。中でも、硬化性樹脂組成物として紫外線硬化型樹脂組成物を採用した場合には、太陽光をはじめとする紫外線を含む光線により照射することにより、硬化させることができる。貼り付ける方法としては、１枚のみでもよいが、複数枚の場合は、プリプレグシートが硬化し、表面のフィルムを剥がした後、さらに同じ又は異なるプリプレグシートを１〜５枚、貼り付けることが好ましい。

目地の補強構造
また、本発明の目地の補強構造は、
目地の表面を被覆する帯状部材より構成される第１層、及び
補強部材に硬化性樹脂組成物を含浸させたプリプレグシートの前記硬化性樹脂組成物が硬化してなる第２層をこの順に有することを特徴とする。

図１に示すように、本発明の目地の補強構造１０は、好適には上述した本発明の目地の補強方法により形成することが可能であり、コンクリート１１の境界に設けられる目地１２を被覆するように形成される。

つまり、本発明の目地の補強構造は、帯状部材１３と、その両脇に設けられる接着部材１４により構成される第１層、及び、補強部材に硬化性樹脂組成物を含浸させたプリプレグシート１５の硬化性樹脂組成物が硬化してなる第２層とをこの順に有して形成される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

以下、実施例に基づき、本発明の実施形態をより具体的に説明するが、本発明がこれらに限定されるものではない。

（実施例１）
本実施例は、底幅2.0m、上幅2.6ｍで、高さが0.91ｍの三面水路で、右岸側壁の約半分が地上に露出しており、通年の気温変化によるひび割れを対象として実験を行った。なお、実験に際しては、下記の(1)〜(5)の手順でポリエステルにより構成された帯状部材を上にプリプレグシートを貼り付けた。
(1)シート貼付け範囲の水路表面の苔や土砂、脂分などの汚れを高圧洗浄で除去した。高圧洗浄で取り切れない部分の汚れは、金属ブラシ付きのグラインダーにて除去し、コンクリートの水分量が5%以内となるように、ガスバーナー（灯油バーナーでも可）でコンクリート表面を乾燥させた。
(2)コンクリート表面が5%以内であることをコンクリートモルタル水分計で確認。その後、ベースプライマ（シンクボンドプライマー）を塗布し、タック（ベタつき）が無くなるまで養生した。その後、50mm幅のポリエステルで構成された厚さ0.2mmの帯状部材を貼付けた。
(3)ビニルエステルを含有する接着材を塗布し、その上から幅200mm、長さ1000mm、厚さ1.5mmのプリプレグシート１を貼り付け、シートの端から75mmの範囲に気泡が残らないように貼付プライマーを押し出すことで、脱泡を行い、その後シートに紫外線（太陽光）をあててシートを硬化させた。尚、プリプレグシート１は、伸び率８〜１５％のビニロンシートに紫外線硬化型のビニルエステル系樹脂を含浸させたものを使用した。
(4)シート硬化後、シート表面のフィルムを剥がし、(3)と同様の手順で200mm、長さ1000mmのプリプレグシート２、３及び４の３枚を貼り付けて硬化させ、トップコート（塗装）を塗布し、図１の断面を完成させた。
(5)上記施工後、所定期間経過後に調査を行ったが、施工した目地及びシートに、何ら問題が無いことが確認された。

（実施例２）
本実施例は、底幅0.83m、上幅1.26ｍで、高さが0.71ｍの三面水路で、振動が生じやすい場所におけるひび割れを対象として実験を行った。なお、実験に際しては、下記の(1)〜(6)の手順でポリエチレンにより構成された帯状部材の上にプリプレグシートを貼り付けて漏水を防止した事例である。
(1)シート貼付け範囲の水路表面の苔や土砂、脂分などの汚れを高圧洗浄で除去した。高圧洗浄で取り切れない部分の汚れは、金属ブラシ付きのグラインダーにて除去した。
(2)底版の断面を、急結材入りのモルタルで補修し、養生後コンクリートの水分量が5%以内となるように、ガスバーナー（灯油バーナーでも可）でコンクリート表面を乾燥させた。
(3)コンクリート表面が5%以内であることをコンクリートモルタル水分計で確認。その後、ベースプライマ（シンクボンドプライマー）を塗布し、タック（ベタつき）が無くなるまで養生した。その後、50mm幅のポリエチレンで構成された厚さ0.15mmの帯状部材を貼付けた。
(4)ビニルエステルを含有する接着剤を塗布し、その上から幅300mm、長さ1000mm、厚さ1.5mmのプリプレグシート１を貼り付け、シートの端から100mmの範囲に気泡が残らないように貼付プライマーを押し出すことで、脱泡を行い、その後シートに紫外線（太陽光）をあててシートを硬化させた。尚、プリプレグシートは、伸び率８〜１５％のビニロンシートに紫外線硬化型のビニルエステル系樹脂を含浸させたものを使用した。
(5)シート硬化後、シート表面のフィルムを剥がし、(3)と同様の手順で300mm、長さ1000mmのプリプレグシート２及び３の３枚を貼り付けて硬化させ、トップコート（塗装）を塗布し、図１の断面を完成させた。
(6)上記施工後、所定期間後に調査を行ったが、施工した目地及びシートに、何ら問題が無いことが確認された。

（比較例１）
本比較例は、底幅0.95m、上幅1.27ｍで、高さが1.00ｍの二次製品水路の製品ピッチ1.0ｍ毎の継ぎ目を対象として実験を行った。なお実験に際しては、下記の(1)〜(5)の手順で帯状部材の無い状態でプリプレグシートを貼り付けて目地補修を行った。
(1)シート貼付け範囲の水路表面の苔や土砂、脂分などの汚れを高圧洗浄で除去する。高圧洗浄で取り切れない部分の汚れは、金属ブラシ付きのグラインダーにて除去し、コンクリートの水分量が5%以内となるように、ガスバーナー（灯油バーナーでも可）でコンクリート表面を乾燥させた。
(2)コンクリート表面が5%以内であることをコンクリートモルタル水分計で確認。その後、ベースプライマ（シンクボンドプライマー）を塗布し、タック（ベタつき）が無くなるまで養生した。
(3)ビニルエステルを含有する接着剤を塗布し、その上に帯状部材の無い状態で幅300mm、長さ1400mm、厚さ1.5mmのプリプレグシートを貼り付け、シートの下部に気泡が残らないように貼付プライマーを押し出すことで、脱泡を行い、その後シートに紫外線（太陽光）をあててシートを硬化させた。尚、プリプレグシートとしては、伸び率８〜１５％のビニロンシートに紫外線硬化型のビニルエステル系樹脂を含浸させたものを使用した。
(4)シート硬化後、シート表面のフィルムを剥がし、(3)と同様の手順で300mm、長さ1400mmのプリプレグシートもう一枚貼り付けて硬化させ、トップコート（塗装）を塗布し、図２の断面を完成させた。
(5)上記施工後、所定期間経過後に調査を行ったが、施工した目地やシートにクラックが発生していることが確認された。

１０ 目地の補強構造
１１ コンクリート
１２ 目地
１３ 帯状部材
１４ 接着部材
１５ プリプレグシート

Claims (10)

1. 帯状部材により目地を被覆する工程、
   前記帯状部材を、補強部材に硬化性樹脂組成物を含浸させたプリプレグシートにより被覆する工程、及び
   前記プリプレグシートを硬化させる工程を有し、
   前記帯状部材と前記プリプレグシートとは互いに非接着であることを特徴とする、目地の補強方法。
2. 前記帯状部材の厚みは、前記プリプレグシートの厚みの１／１０以下である、請求項１に記載の補強方法。
3. 前記補強部材は、伸び率が８〜１５％である、請求項１又は２に記載の補強方法。
4. 前記目地の幅方向長さ（Ａ）と、前記帯状部材の幅方向長さ（Ｂ）との比が、Ａ：Ｂ＝１：１.１１〜５０である、請求項１〜３の何れか１項に記載の補強方法。
5. 前記目地の幅方向長さ（Ａ）と、前記プリプレグシートの幅方向長さ（Ｃ）との比が、Ａ：Ｃ＝１：３．３３〜２００である、請求項１〜４の何れか１項に記載の補強方法。
6. 前記補強部材はビニロンを含有する、請求項１〜５の何れか１項に記載の補強方法。
7. 前記硬化性樹脂組成物は紫外線硬化型のビニルエステル系樹脂組成物である、請求項１〜６の何れか１項に記載の補強方法。
8. 前記帯状部材はポリエステルを含有する、請求項１〜７の何れか１項に記載の補強方法。
9. 前記目地は、コンクリート三面水路、暗渠、管渠及び擁壁からなる群より選択される少なくとも１種のコンクリート構造物における目地である、請求項１〜８の何れか１項に記載の補強方法。
10. 目地の表面を被覆する帯状部材より構成される第１層、及び
    補強部材に硬化性樹脂組成物を含浸させたプリプレグシートが硬化してなる第２層をこの順に有することを特徴とする、目地の補強構造。