JP2021008785A - コンクリート構造物の補修部材及び補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な補修強度があり、コンクリート構造物への透水を抑制し、かつコンクリート構造物からの水蒸気透過性を維持し、かつ新たに水系硬化組成物を再施工することができるコンクリート構造物の補修部材を提供することを目的とする。【解決手段】コンクリート構造物の補修部材１０は、珪酸塩水溶液と、電気伝導率差０.４ｍＳ／ｃｍ以上であるポゾラン活性物質とを含む硬化組成物、積層基材４及び積層基材４上に積層された防水透湿層６と、を備え、積層基材４はマルチフィラメントを多軸メッシュ状に組み合わせたシート状部材と、樹脂繊維シート部材を含み、防水透湿層６は、シリコーン骨格を形成する成分を含有する。【選択図】図１

Description

本開示は、コンクリート構造物の補修部材及び補修方法に関する。

コンクリート構造物は、高強度で施工性及び耐久性に優れ、安価であるというメリットがあるため、日本では高度成長期を中心に、多くのコンクリート建造物が作られてきた。

その一方、コンクリート建造物は、長年の使用で大気中の二酸化炭素が水分とともに浸透することによって中性化が引き起こされたり、海風や凍結防止剤飛沫に含まれる塩化物イオンが浸透することによって腐食膨張したり、特定のシリカ鉱物の骨材が水と反応して膨張したりして、ヒビ割れが生じることもある。このようなヒビ割れを起点として又はコンクリートに染み込んだ水分の凍結等が原因となり、コンクリート片が剥落することがある。

このようなコンクリートの剥落や劣化を防止する試みとして、特許文献１から３等には、メッシュシートと不織布を組み合わせた剥落防止用積層基材に硬化性組成物を含浸させて補修用材料とすること、特許文献４には、無機硬化性組成物を用いること、特許文献５には、撥水剤組成物を用いることなどが提案されている。

これらコンクリート構造物の保護及び剥落防止工法を、１０〜２０年に一度施工することで、既存のコンクリート構造物を半永久的に使用できる状態に維持することが、最終的な目標である。

特開２０１２−２６２３８号公報 特開２０１３−０１９１４６号公報 特開２００４−１４９９２９号公報 特開２０１７−１８６８２５号公報 特開２０１３−１９３８８４号公報

しかし、コンクリート構造物に接触する形で撥水剤層を備える場合や、硬化組成物の硬化物に含浸された撥水剤層を備える構成は、一度施工を行うと撥水剤成分がコンクリート内部に浸透するため、補修部材を除去し再施工を行おうとしても、コンクリート内部の撥水剤成分によって、水系硬化組成物の接着力が低下し、再施工できないという問題が見いだされた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、十分な補強強度があり、コンクリート構造物への透水を抑制し、かつコンクリート構造物からの水蒸気透過性を維持し、かつ新たに水系硬化組成物を再施工することができるコンクリート構造物の補修材及び補修方法を提供することを目的とする。

本願は以下の発明を含む。
（１）珪酸塩水溶液と、電気伝導率差0.4mS/cm以上であるポゾラン活性物質とを含む硬化組成物、積層基材及び前記積層基材上に積層された防水透湿層を備え、前記積層基材はマルチフィラメントを多軸メッシュ状に組み合わせたシート状部材と、樹脂繊維シート部材を含み、前記防水透湿層は、シリコーン骨格を形成する成分を含有するコンクリート構造物の補修部材。

（２）前記防水透湿層はアクリルシリコーン、および変成シリコーンのうち少なくとも1成分を含有する上記記載のコンクリート構造物の補修部材。

（３）前記防水透湿層は、水への浸漬24時間後の吸水率が75%以下、かつ水蒸気透過率が20%以上である上記記載のコンクリート構造物の補修部材。

（４）コンクリート構造物の補修方法であって、珪酸塩水溶液と、電気伝導率差0.4mS/cm以上であるポゾラン活性物質とを含む組成物を積層基材に塗布又は含浸させて補修部材を準備する工程と、前記補修部材を硬化させる工程と、前記補修部材の表面に防水透湿材料を塗布して防水透湿層を形成する工程と、を含み、前記防水透湿材料はシリコーン骨格を形成するコンクリート構造物の補修方法。

（５）前記防水透湿材料は、アクリルシリコーンおよび変成シリコーンのうち少なくとも1成分を含有する上記記載のコンクリート構造物の補修方法。

本発明のコンクリート構造物の補修部材及び補修方法は、十分な補修強度があり、コンクリート構造物への透水を抑制し、かつコンクリート構造物からの水蒸気透過性を維持し、かつ新たに水系硬化組成物を再施工することができる。

本発明のコンクリート構造物の補修部材（二層構造＋防水透湿層）を用いたコンクリート構造物の補修方法の一例を示す模式的な断面図である。 本発明のコンクリート構造物の補修部材（三層構造＋防水透湿層）を用いたコンクリート構造物の補修方法の一例を示す模式的な断面図である。 本発明のコンクリート構造物の補修方法の一例を示すフロー図である。 本発明のコンクリート構造物の補修方法において用いられる補修用基礎部材を示す図である。

＜補修部材＞
本発明にかかる実施の形態の補修部材１０は、コンクリート構造物５の補修を行うために、例えば図１に示すようにコンクリート構造物５に貼り付けられる。

本願の補修部材は、硬化性組成物と、積層基材４と、防水透湿層６とを備える。硬化性組成物と積層基材４とは、別個に存在させてもよいが、補修の際に、後述するように硬化性組成物を積層基材４に含浸させた状態とする。

このような補修部材１０は、コンクリート構造物の本来の耐火性能を維持して接着強度を確保することができ、透湿性を確保しながら防水性を高めることにより、補修性能を長期にわたり維持することができる。

（硬化性組成物）
硬化性組成物は、積層基材４に塗布及び／又は含浸させるものである。硬化性組成物を積層基材４に塗布及び／又は含浸させた上で、硬化性組成物を硬化させることにより、コンクリート構造物５と補修部材１０とを接着することができ、補修部材１０を接着することにより、コンクリート構造物５の劣化部分からのコンクリート片の剥落を防止することができる。

硬化性組成物は、２５℃での粘度が４００ｍＰａ・ｓ〜３０００ｍＰａ・ｓであるものが好ましい。このような粘度とすることにより、積層基材４への含浸性を確保することができる。また、コンクリート構造物５に貼着した際の硬化性組成物の液だれを防止することができる。

硬化性組成物は、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリウレア、不飽和ポリエステル、フェノール樹脂又はこれらの組み合わせ等の有機系材料、セメントスラリー、石膏、ガラス等の無機系材料等種々の材料を用いることができる。なかでも無機系材料を用いることにより、コンクリート構造物の耐火性能を確保することができる。

無機系硬化性組成物としては、特に、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸リチウム又はこれらの混合物の水溶液と、ポゾラン活性物質とを含む組成物（以下、「ジオポリマー」という場合がある）が好ましい。

特に、珪酸ナトリウム及び珪酸カリウムは、コンクリート構造物５の表面に適用されたときに、コンクリート中の水酸化カルシウムとＣ−Ｓ−Ｈゲルを生成することができるため、補修部材１０とコンクリート構造物５の接着強度をより強固にすることができる。

ジオポリマーは、珪酸塩水溶液からなる液体成分とポゾラン活性物質とからなる固体成分の比重差が、セメントスラリーに含まれる水とセメントとの比重差に比べて小さいため、硬化性組成物における成分の分離を抑制することができる。

硬化性組成物においてジオポリマーを用いる場合、ポゾラン活性物質は、電気伝導率差０．４ｍＳ／ｃｍ以上であるものが好ましく、０．７ｍＳ／ｃｍ以上であるものがより好ましく、１．２ｍＳ／ｃｍ以上であることがさらに好ましい。

このような電気伝導率差とすることにより、珪酸塩水溶液との反応性を十分に確保でき、補修部材１０とコンクリート構造物５との接着強度を高めることができる。ここでの電気伝導率差は、アルカリ物質により誘発されるポゾラン活性物質の反応性に関連する指標であり、後述する評価方法により得られる飽和水酸化カルシウム水溶液のポゾラン活性物質投入前後の電気伝導率の差を意味する。

ポゾラン活性物質は、水と酸化カルシウム、水酸化カルシウム又は水酸化アルミニウム等とが反応して硬化する物質である。例えば、シリカダスト、珪藻土、タルク、アエロジル、ホワイトカーボン、カオリン、メタカオリン、活性白土、酸性白土等が挙げられる。なかでも、メタカオリンが好ましい。

ポゾラン活性物質は、通常、ポゾラン活性物質中のシリカの含有率が、硬化物の乾燥固形分に対し、ＳｉＯ₂換算した場合、４０重量％以上であるものが好ましい。また、ポゾラン活性物質に由来するアルミニウムの含有率は、硬化物の乾燥固形分に対し、Ａｌ₂Ｏ₃に換算して、２０重量％〜４０重量％であることが好ましい。

ポゾラン活性物質は、粉体をそのまま用いてもよいが、活性化させるために、溶射処理、粉砕分級、機械的エネルギーの作用等の方法を用いてもよい。これらの方法は併用してもよい。

溶射処理する方法としては、セラミックコーティングに適用される溶射技術が応用される。その溶射技術は、好ましくは材料粉末が２０００℃〜１６０００℃の温度で溶融され、３０ｍ／秒〜８００ｍ／秒の速度で噴霧されるものであり、プラズマ溶射法、高エネルギーガス溶射法、アーク溶射法等が可能である。得られた粉体の比表面積は、０．１ｍ²／ｇ〜１００ｍ²／ｇが好ましい。

粉砕分級する方法としては公知の任意の方法が採用できる。つまり、粉砕の方法としてはジェットミル、ロールミル、ボールミル等による方法が挙げられる。また、分級の方法としては篩、比重、風力、湿式沈降等の方法が挙げられる。

機械的エネルギーを作用させる方法としては、ボール媒体ミル、媒体撹拌型ミル、ローラミル等が使用され、作用させる機械的エネルギーは０．５ｋｗｈ／ｋｇ〜３０ｋｗｈ／ｋｇが好ましい。このような機械的エネルギーの範囲とすることにより、粉体を十分に活性化することができるとともに、装置への負荷も抑制することができる。

例えば、ジオポリマーにおける珪酸塩水溶液に由来するナトリウム、カリウム、リチウム又はこれらの混合物は、その合計含有率が、硬化性組成物から得られる硬化物の乾燥固形分に対し、Ｍ_２Ｏ（Ｍはナトリウム、カリウム及びリチウム）に換算して、５重量％〜３０重量％であることが好ましい。

また、珪酸塩水溶液を用いる場合、水溶液の下記数式で表される数値ｎが０．５〜１．１、さらに好ましくは０．７〜１．０であることが望ましい。

ｎ＝Ｓ×Ｍ
（Ｓ：水溶液に含まれるケイ素のモル数、Ｍ：水溶液に含まれるアルカリ金属のモル数）

（その他の成分）
硬化性組成物は、上記成分に加えて、特開２０１７−１８６８２５号、特開２０１７−２２６９５５号等に開示された成分及び当該分野で公知の添加剤を含んでいてもよい。例えば、フィラー、改質剤、分散剤、硬化時間調整剤、顔料、酸化防止剤、ポリマーエマルション等が挙げられる。これらは特に限定されず、公知のものを利用することができる。フィラーとしては、一般に充填剤として使用されるもののいずれであってもよい。

例えば、カーボン、セルロース、鉱物質微粉末、合成された無機質結晶粉末などが挙げられる。改質剤としては珪酸塩水溶液と反応することができる各種金属塩が挙げられ、例えば軽焼酸化マグネシウム、亜鉛華等が挙げられる。ポリマーエマルションとしては、アクリルゴム、スチレンブタジエンゴム又はこれらの混合物等が挙げられる。これらの添加剤は、硬化性組成物の意図する作用を損なわない範囲において、任意の含有量で用いることができる。特に、ポリマーエマルションは、硬化性組成物の乾燥固形分の全重量に対して、ポリマーの固形分重量が３重量％〜１０重量％となるように配合されていることが好ましい。

これにより、硬化性組成物の流動性を向上し、硬化物の接着強度を向上し、硬化物の乾燥収縮を抑制することができる。

（積層基材）
積層基材４は、マルチフィラメントを多軸メッシュ状に組み合わせたシート状部材と、樹脂繊維シート状部材とが積層して構成される。例えば、第一層１を、マルチフィラメントが多軸メッシュ状に組み合わせられたシート状部材、第二層２を、樹脂繊維シート状部材とする場合、積層基材４は、図１に示すように、コンクリート構造物５側から第一層１及び第二層２がこの順に積層されるようにして構成されることが好ましい。

また、図２に示すように、積層基材１４が３層以上の積層構造の補修部材１１の場合、補修部材１１は、コンクリート構造物５側から第三層３（後述する）、第一層１及び第二層２がこの順に積層された構成を有していてもよい。

積層基材４、１４は、第一層及び第二層がそれぞれ１層でもよいし、２層以上でもよい。また、いずれか一方又は双方が２層以上積層される場合は、第一層同士及び／又は第二層同士が積層されてもよいが、第一層及び第二層が交互に積層されることが好ましい。また、樹脂繊維シート状部材は二層構造であってもよいし、一層のみが樹脂繊維シートのものであってもよいし、二層以上が樹脂繊維シートのものであってよいし、樹脂繊維シートのみを積層したものであってもよい。

（マルチフィラメントを多軸メッシュ状に組み合わせたシート状部材）
図１および図２に示すように、第一層１は、マルチフィラメントを多軸メッシュ状に組み合わせたシート状部材であることが好ましい。マルチフィラメントは、長繊維を利用して構成されたものが好ましく、引張強度１５０Ｎ以上のものが好ましい。マルチフィラメントを多軸メッシュ状に組み合わせたシート状部材の式（１）で表される値Ｘは２．０以上であることが好ましく、２．５以上、２．８以上又は３．０以上であることがより好ましい。

Ｘ＝Ａ×Ｂ （１）
ここで、Ａは上記シート状部材の１方向の引張強度ｋＮ／５０ｍｍを表し、Ｂは上記シート状部材の軸数を表す。Ａは、マルチフィラメントの５０ｍｍ当たりの本数を変えることにより任意の値をとることができる。Ｂは、２〜４の範囲を有するものが挙げられる。なかでも、Ａは、０．７５ｋＮ以上であることが好ましく、Ｂは２〜３であるものが好ましい。

このような第一層１により、コンクリート構造物５から落下するコンクリート片を受け止める耐力層としての機能を満たすことができる。

第一層１の材質としてはポリエステル、ポリオレフィン、ビニロン、アラミド、炭素繊維、ガラス繊維等が挙げられる。なかでも、ビニロンメッシュシート又はガラスメッシュシートからなることが好ましい。ガラス繊維は、ガラスヤーン又はロービングを用いることが好ましい。ガラスヤーンは、ガラス繊維に撚りをかけて合撚糸としたものであり、ロービングは、ガラス繊維を集束したものである。多軸メッシュの織り方は、平織り、綾織り、絡み織り、組布等が挙げられる。多軸メッシュの織り方の方向は、直交する二軸又はそれ以上の多軸織物であってもよい。

第一層１の厚みは、０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下であることがより好ましい。

第一層１は、５０ｇ／ｍｍ²以上の目付量であることが好ましく、６０ｇ／ｍｍ²以上であることがより好ましく、７５ｇ／ｍｍ²以上であることがさらに好ましい。

このような目付量の範囲とすることにより、引張強度を向上させて、コンクリート片剥落時に破断を生じさせることなく、補修部材の十分な耐力を確保することができる。

第一層１は、５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の目開きの二軸織物であることが好ましい。目開きをこの範囲とすることにより、後述する第二層２とコンクリート構造物５との接着力又は第二層２と第三層３との接着力を向上させ、補修材料の十分な強度を確保することができる。また、第一層１の単位面積当たりの長繊維本数を適度な数として、第一層１が第二層２を破り出てくる際の抵抗力を高め、補修材料の十分な強度を確保することができる。

第一層１は、５ｍｍ以上２５ｍｍ以下の目開きで、５０ｇ／ｍｍ²以上の目付量の二軸織物であることがより好ましい。また、二軸織物と同等の開口率の多軸織物であってもよい。特に、第一層１は、引張強度１５０Ｎ以上のマルチフィラメントを、目開き５ｍｍ〜２５ｍｍで組み合わせた二軸又は三軸メッシュのシート状部材であることがより好ましい。

（樹脂繊維シート部材）
図１および図２に示すように、第二層２は、樹脂繊維シート状部材であることが好ましい。第二層２は、引裂強度は２．０Ｎ以上であることが好ましい。引裂強度を２．０Ｎ以上とすることにより、第二層２は、第一層１が第二層２を破り出てくる際の抵抗力を高める補強層としての機能を満たすことができる。

第二層２の形状としては、織布、不織布等が挙げられる。
第二層２の材質としてはポリエステル、ポリオレフィン、ビニロン、アラミド、炭素繊維、ガラス繊維等が挙げられる。なかでも、ポリプロピレン不織布又はガラス不織布で構成されることが好ましく、特に、長繊維不織布であることがより好ましい。ガラス不織布は、硬化性組成物との相溶性に優れるため、硬化性組成物が浸透しやすく、硬化性組成物を硬化させたときに補修材料をコンクリート構造物に強固に固着させることができる。好適なガラス不織布として、チョップドストランドマット、ガラスペーパー、フェルト等が挙げられる。

ポリプロピレン不織布を用いる場合は、硬化性組成物との相溶性を高めるため、繊維に親水化処理を行うこともできる。親水化処理は、当該分野で公知の方法のいずれを利用してもよい。

第二層２の厚みは、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．１５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることがより好ましい。このような厚みの範囲とすることにより、第一層１が第二層２を破り出てくる際の抵抗力を高める補強層としての機能を満たすとともに、硬化性組成物の基材への含浸量を抑えることができ、経済的にも有利である。

第二層２は、３０ｇ/ｍｍ²以上の目付量であることが好ましく、５０ｇ/ｍｍ²以上であることがより好ましく、６０ｇ/ｍｍ²以上であることがさらに好ましい。このような目付量の範囲とすることにより、引張強度を向上させて、コンクリート片剥落時に破断を生じさせることなく、補修材料の十分な耐力を確保することができる。

第二層２は、３ｍｍ以上３０ｍｍ以下の目開きの二軸織物であることが好ましい。目開きをこの範囲とすることにより、後述する第三層３との接着力を向上させ、補修材料の十分な強度を確保することができる。また、第一層１の単位面積当たりの長繊維本数を適度な数として、第一層１が第二層２を破り出てくる際の抵抗力を高め、補修材料の十分な強度を確保することができる。

第二層２は、引張強度１０Ｎ以上のマルチフィラメントであることが好ましく、二軸又は三軸メッシュのシート状部材であることがより好ましい。また、引裂強度２．０Ｎ以上のシート状部材であることが好ましい。

積層基材が、第一層１と第二層２との二層構造又はそれ以上の積層構造を有する場合、第一層１はマルチフィラメントを多軸メッシュ状に組み合わせたシート状部材であり、第二層２が引裂強度２．０Ｎ以上の樹脂繊維シート状部材であることが好ましく、第一層１が引張強度１５０Ｎ以上のマルチフィラメントを目開き５ｍｍ〜２５ｍｍで多軸メッシュ状に組み合わせたシート状部材であり、第二層２が引裂強度２．０Ｎ以上の樹脂繊維シート状部材であることが好ましい。

（第三層等）
積層基材が、図２に示す積層基材１４のように、三層以上の構造の場合、第一層１がコンクリート構造物５側、第二層２がその外側に配置されるのであれば、図２に示す構成に限らず第三層目以上の層が、どこに何層配置されていてもよい。このような積層構造により、補修材料の強度とコンクリート構造物への密着性を両立することができる。

これらの第三層目以上の層は、上述した第一層１及び第二層２のなかから選択してもよいし、当該分野で使用されるどのような層であってもよい。使い易さ、経済性等を考慮すると、２層構造、３層構造が好ましい。これらの第三層目以上の層は、上述した第一層及び第二層のなかから選択してもよいし、当該分野で使用されるどのような層であってもよい。

第三層３は、気孔率が９０％以上かつ樹脂繊維シート状部材であることが好ましい。これにより、硬化性組成物の含浸性を確保することができるため、図２に示すようにコンクリート構造物５に接触して第三層３を配置した場合に、第三層３が補修部材１１とコンクリート構造物５の接着強度を向上させる接着層としての機能を満たすことができる。

第三層３の厚みは、０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることがより好ましい。第三層３の厚みがこのような範囲とすることにより、補修部材１０、１１とコンクリート構造物５の接着強度が確保され、硬化性組成物の積層基材４、１４への含浸量を抑えることができ経済的に有利である。

（積層一体化）
少なくとも二層のシート状部材を積層して構成される積層基材４、１４は、硬化性組成物を含浸することにより一体化してもよいが、予め一体化させておくことが好ましい。一体化させておくことにより、塗布含浸時の各シート部材のズレを防ぐことができる。

一体化の方法は、機械的な繊維交絡、化学的な接着等を利用することができ、例えば、縮絨、ニードルパンチ、ケミカルボンド、サーマルボンド、水流交絡等が挙げられる。

積層基材の構成にかかわらず、積層基材への硬化性組成物の含浸量は、積層基材の全体にわたって均一に硬化性組成物が保持されていればよく、硬化性組成物の硬化によって積層基材の全体が強固に一体化させることができるように調整することが好ましい。例えば、積層基材：硬化性組成物の質量比は、１：４〜１：１２程度であることが好ましく、１：４〜１：１０であることがより好ましい。

（防水透湿層）
防水透湿層は、防水透湿材料が、適当なシート状の部材に含浸されて構成された層であってもよいし、硬化性組成物を塗布及び／又は含浸させた積層基材４、１４に防水透湿材料を塗布することにより得られる層であってもよい。

この場合、図１及び図２に示すように、防水透湿層６は、積層基材４、１４において、コンクリート構造物５とは反対側の表面に配置されていることが好ましい。このような防水透湿層を配置することにより、補修部材１０、１１の透湿性を確保しながら、防水性を高めることができる。その結果、補修部材１０、１１自体が、コンクリート構造物５の劣化部分からのコンクリート片の剥落を長期にわたり防止することができる。

防水透湿材料は、公知のシリコーン骨格を形成する成分を含むものを利用することができる。

シリコーン骨格を形成する防水透湿材料は例えば、アクリルシリコーン、変成シリコーンなどの構造を含むものがあげられる。

アクリルシリコーン系防水透湿材料は、具体的には、大日精化工業株式会社製、商品名ダイステンダー２０００Bクリヤー等があげられる。

変成シリコーン系防水透湿材料は、接着剤樹脂組成物として、変成シリコーン樹脂と、エポキシ樹脂、シラノール縮合触媒と、エポキシ樹脂硬化剤とを含む混合物があげられる。変成シリコーン樹脂としては特に限定されないが、好ましくは湿気硬化型の変成シリコーン樹脂であり、この場合、加水分解性ケイ素基を有する。加水分解性ケイ素基を有する変成シリコーン樹脂はアルキレンオキサイド成分、オレフィン成分およびアクリル成分からなる群から選ばれるモノマーの重合体であってよく、この重合体は単独重合および共重合体を問わない。

防水透湿材料は、硬化性組成物の意図する作用を損なわない範囲において、任意の量で用いることができる。例えば、積層基材の大きさによって適宜設定することができ、塗布量を、積層基材の面積に対して、３ｇ／ｍ²〜１０００ｇ／ｍ²とすることが挙げられ、５ｇ／ｍ²〜６００ｇ／ｍ²が好ましい。また、別の観点から、２４時間後の吸水率が７５％以下を示すことが好ましく、７０％以下であることがより好ましく、６０％以下であることがさらに好ましい。また、水蒸気透過量率が２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましく、５０％以上であることがさらに好ましい。

さらに、２４時間後の吸水率が７５％以下かつ水蒸気透過量率が２０％以上であることが好ましく、２４時間後の吸水率が７０％以下であり、かつ水蒸気透過量率が３０％以上であることがより好ましく、２４時間後の吸水率が６０％以下であり、かつ水蒸気透過量率が５０％以上であることがさらに好ましい。このような特性を有する防水透湿層を積層基材に積層することにより、上述した効果をより一層発揮させることができる。

＜コンクリート構造物の補修方法＞
以下に、本実施の形態のコンクリート構造物の補修方法について説明する。図３は、コンクリート構造物の補修方法を示すフロー図である。

本願のコンクリート構造物の補修方法は、上述したコンクリート構造物の補修部材を用いて行うことができる。つまり、珪酸塩水溶液と、電気伝導率差０．４ｍＳ／ｃｍ以上であるポゾラン活性物質とを含む組成物を積層基材に塗布又は含浸させて補修用基礎部材を準備する工程（ステップＳ１０）と、この補修用基礎部材をコンクリート構造物に貼り付ける工程（ステップＳ２０）と、貼り付けた補修用基礎部材を硬化させる工程（ステップＳ３０）と、硬化させた補修用基礎部材の表面に、防水透湿材料を塗布して防水透湿層を形成する工程（ステップＳ４０）とを含む。

このような補修方法によれば、従来のように、接着剤又は結合剤等の硬化性液状組成物の塗装及び乾燥を繰り返す必要がないことから、簡便かつ効率的に作業することができ、作業性に優れる。

（補修用基礎部材の準備）
補修用基礎部材を準備するために、まず、上述した硬化性組成物を調製する。また、積層基材を構成する材料を準備する。積層基材への硬化性組成物の塗布又は含浸は、積層基材を形成してから硬化性組成物を含浸させてもよいし、硬化性組成物を含浸させてから積層基材を積層して形成してもよいし、積層基材を形成しながら硬化性組成物を含浸させてもよい。また、積層基材を対象のコンクリート構造物に貼り付ける前後のいずれに硬化性組成物を塗布又は含浸させてもよい。

硬化性組成物を積層基材に塗布又は含浸させる方法としては、例えば、（１）ローラーを使って手作業で塗布するハンドレイアップ法、（２）スプレーにより塗布又は含浸させる方法、（３）金型により積層基材の厚みを規定した後に、圧入によって硬化性組成物を積層基材に塗布及び含浸させる方法、（４）減圧により積層基材の厚みを規定した後、減圧注入によって硬化性組成物を積層基材に塗布及び浸させる方法、（５）積層基材を硬化性組成物に浸漬し、積層基材に硬化性組成物を連続的に含浸させた後に、ロールによって積層基材の厚みを規定する方法、（６）ロール転写により連続的に塗布及び含浸を行う方法等が挙げられる。これらは組み合わせて利用してもよい。

含浸時の作業性を上げるため、また含浸シートへのゴミの付着、含浸シート同士の付着を防止するため、積層基材の表裏面を樹脂製の保護フィルムでカバーしてもよい。この保護フィルムはコンクリート構造物に貼り付ける際に除去すればよい。

（貼付工程）
得られた補修用基礎部材を、コンクリート構造物に貼り付ける。この際、補修用基礎部材とコンクリート構造物の表面の間に入り込んだ気泡を取り除くことは、特に、補修用基礎部材とコンクリート構造物の表面との密着性を高めるために重要である。気泡除去の方法としては、ロールや金へらを使って気泡を補修部材の外側に追い出す方法が好適である。図４には、補修用基礎部材２０がコンクリート構造物５に貼り付けられた状態が示されている。

（硬化工程）
補修用部材に含浸された硬化性組成物の硬化は、コンクリート構造物に補修用基礎部材を密着させた状態で設置することによって行う（図４参照）。コンクリート構造物の表面に、硬化性組成物を含浸させる時間を確保するという観点から、硬化性組成物の硬化時間は３０分間〜３００分間であることが好ましく、４５分間〜２４０分間であることがより好ましい。硬化時間は、有機系材料の場合は硬化触媒の量や種類によって、無機系材料の場合は含まれる水分量によって、特にジオポリマーの場合は珪酸塩水溶液に由来するナトリウム、カリウム、リチウム又はこれらの混合物の含有率や珪酸塩水溶液に由来するＳｉＯ₂とＭ₂Ｏ（Ｍはナトリウム、カリウム及びリチウム）の比率（ＳｉＯ₂／Ｍ₂Ｏ）、そしてポゾラン活性物質の電気伝導率差、アルミニウムの含有率等によって調整することができる。硬化性組成物の硬化が完了すると、コンクリート構造物に補修用基礎部材が固着されて、コンクリート構造物の補修を完了させることができる。

（防水透湿層の形成）
防水透湿層は、コンクリート構造物に、硬化性組成物が含浸された積層基材（本実施の形態では補修用基礎部材とも述べている）を密着させた状態で、積層基材に塗工することによって形成することができる。なかでも、積層基材に硬化性組成物が含浸され、硬化性組成物の硬化が進行した後に防水透湿材料を塗工することが好ましい。
図４に示す硬化性組成物が含浸された積層基材４（補修用基礎部材２０）の表面２０ａに防水透湿材料を塗工することによって、防水透湿層６を、図１及び図２に示したように、補修部材１０、１１の表面に層状に配置することができる。なお、図４では、第一層１と第二層２を含む図１の積層基材４を示しているが、第一層１と第二層２と第三層３を含む図２の積層基材１４の場合も同様である。

例えば、硬化性組成物の硬化物又は積層基材へ含浸性の観点から、硬化性組成物の硬化が進み、表面含水率が８％を下回ってから行うことが好ましい。また別の観点からは、硬化性組成物の作製直後から７日以内に行うことが好ましく、３０分〜２４時間後に行うことがさらに好ましい。

塗工の方法は、一般的な方法を用いることができ、刷毛、ローラー、スプレーガン、左官等が挙げられる。

このように、積層基材に硬化性組成物を含浸した補修用基礎部材の表面に防水透湿材料を塗工することによって、コンクリート構造物の表面に補修部材を設けることができる。

以下、本発明のコンクリート構造物の補修部材及び補修方法を、実施例を挙げてより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１
ビニロンマルチフィラメントからなる三軸メッシュシート（目付量９０ｇ／ｍ²、目開き８ｍｍ、厚み０．３５ｍｍ、Ｘ＝３．０）を、親水化ポリプロピレンスパンボンド不織布（目付量３０ｇ／ｍ²、厚み０．２ｍｍ、引裂強度１６Ｎ）に積層することにより積層基材を作製した。

三軸メッシュシートが「第一層」に相当し、目付量３０ｇ／ｍ²のスパンボンド不織布が「第二層」に相当する。

ＪＩＳ Ｋ１４０８で規定する３号珪酸ナトリウム水溶液１００ｇと３０％水酸化ナトリウム水溶液５０ｇ（ｎ＝０．７）、ラテックス（日本エイアンドエル株式会社製 商品名：ＳＲ−１５１）１５ｇを２４時間攪拌して珪酸塩水溶液を得た。三菱重工業社製ウルトラファインミル（ジルコニアボール直径１０ｍｍ使用、ボール充填率８５％、粉砕助剤としてトリエタノールアミン２５％、エタノール７５％の混合液をメタカオリンの０．６％添加）にて、３．３ＫＷ／ｋｇのエネルギーで、３時間処理した焼成カオリン（ＢＡＳＦ社製 商品名：ＳＰ−３３ 電気伝導率差１．１ｍＳ／ｃｍ）１３０ｇと１０℃の環境条件において混合することにより、硬化性組成物を調製した。得られた硬化性組成物の粘度は１０００Ｐａ・ｓであった。

また、硬化物の全重量に対して、硬化物中のＮａ₂Ｏ（換算値）の含有率は１１．３重量％、Ａｌ₂Ｏ₃（換算値）の含有率は３０．９重量％であった。

上記で作製したシート積層基材１００ｍｍ×１００ｍｍに、１１ｇの硬化性組成物を２３℃の環境下で含浸させ、２３℃の環境下で硬化させ、アクリルシリコーン系防水透湿材料（大日精化工業株式会社 商品名ダイステンダー２０００Bクリヤー）を２時間おきに１ｇずつ均一に３度塗布することにより防水透湿層を形成し、実施例１のコンクリート構造物の補修部材を作製した。

実施例２
実施例１で作製したシート積層基材１００ｍｍ×１００ｍｍに、１１ｇの実施例１で作製した硬化性組成物を含浸させ、硬化させた。

変成シリコーン樹脂、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、酸化チタンを含む変成シリコーン系防水透湿材料４．５ｇを均一に塗布することにより防水透湿層を形成し、実施例２のコンクリート構造物の補修部材を作製した。上記の作業は全て２３℃の環境下で行った。

比較例１
実施例１に対し、アクリルシリコーン系防水透湿材料の塗布を省略した以外、実施例１と同様にしてコンクリート構造物の補修部材を作製した。

（浸漬２４時間後の吸水率）
各実施例及び比較例の吸水性能を、ＪＩＳ Ａ１４０４「建築用セメント防水剤の試験方法」７．５「吸水試験」を参考にして求めた。具体的には、各実施例及び比較例で作製した補修部材を、１００ｍｍ×１００ｍｍ×３０ｍｍのコンクリート1面に貼り付け、補修部材貼り付け面に接する側面をアルミテープ、端末をシリコーン、具体的には積水フーラー株式会社製、商品名シリコーンJXによりシーリングすることで防水処置し、補修部材貼り付け面が水深２０ｍｍとなるように水中に半浸漬し、２４時間後の吸水量を測定した。その結果を表１に示す。表１中「吸水量」の値は、３回測定した平均値である。各実施例及び比較例の吸水量／比較例１の吸水量を浸漬２４時間後吸水率と定義した。つまり、防水透湿層の有無による水への浸漬２４時間後の吸水量の割合を吸水率とした。

浸漬２４時間後吸水率が７５％以下、好ましくは６０％以下となる場合、市販の防水塗と同等の防水性能に達し、雨水浸透に対して十分な防水効果を発揮できる。

（水蒸気透過率）
各実施例及び比較例の水蒸気透過性能を、ＪＩＳ Ａ１１７１「ポリマーセメントモルタルの試験方法」７．１２「透湿度試験（吸湿による試験）」を参考として評価した。具体的には、φ６８ｍｍのモルタルに各実施例及び比較例で作製した補修部材を貼り付け、ＪＩＳ規定のアルミカップにエポキシ接着剤により隙間がないように補修部材を貼り付けたモルタルを固定し、アルミカップ内部に封入した塩化カルシウムの吸湿に基づき水蒸気透過量を測定した。その結果を表１に示す。表１中「水蒸気透過量」の値は、３回測定した平均値である。各実施例及び比較例の水蒸気透過量／比較例１の水蒸気透過量を水蒸気透過率と定義した。

水蒸気透過率が２０％以上、好ましくは５０％以上となる場合、市販のコンクリート用透湿性材料と同等の透湿性能に達し、コンクリート構造物の補修部材の積層基材に適用した場合でもコンクリート内部水分の蒸発を妨げない。

各実施例の補修部材の浸漬２４時間後吸水率及び水蒸気透過率の評価の結果から、本発明のコンクリートの補修部材は、コンクリート構造物の補修部材の、透湿性を確保しながら防水性を高めることができることが確認された。

本発明の補修部材によれば、コンクリート構造物の寿命を延命することができる。

１ 第一層
２ 第二層
３ 第三層
１０、１１ 補修部材
４、１４ 積層基材
５ コンクリート構造物
６ 防水透湿層
２０ 補修用基礎部材

Claims (5)

1. 珪酸塩水溶液と、電気伝導率差０.４ｍＳ／ｃｍ以上であるポゾラン活性物質とを含む硬化組成物、
   積層基材、及び
   前記積層基材上に積層された防水透湿層を備え、
   前記積層基材は、マルチフィラメントを多軸メッシュ状に組み合わせたシート状部材と、樹脂繊維シート部材とを含み、
   前記防水透湿層は、シリコーン骨格を形成する成分を含有する、コンクリート構造物の補修部材。
2. 前記防水透湿層は、アクリルシリコーン、および変成シリコーンのうち少なくとも１成分を含有する、請求項１に記載のコンクリート構造物の補修部材。
3. 前記防水透湿層は、水への浸漬２４時間後の吸水率が７５％以下、かつ水蒸気透過率が２０％以上である、請求項１または請求項２に記載のコンクリート構造物の補修部材。
4. コンクリート構造物の補修方法であって、
   珪酸塩水溶液と、電気伝導率差０.４ｍＳ／ｃｍ以上であるポゾラン活性物質とを含む組成物を積層基材に塗布又は含浸させて補修用基礎部材を準備する工程と、
   前記補修用基礎部材を硬化させる工程と、
   硬化させた前記補修用基礎部材の表面に防水透湿材料を塗布して防水透湿層を形成する工程と、を含み、
   前記防水透湿材料はシリコーン骨格を形成する、コンクリート構造物の補修方法。
5. 前記防水透湿材料は、アクリルシリコーン、および変成シリコーンのうち少なくとも１成分を含有する、請求項４に記載のコンクリート構造物の補修方法。

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