JP2021113140A - Method for enhancing hardness of cement-based structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セメント系構造物のクラック再結合一体化と強度向上方法に関するものである。 The present invention relates to a method for crack recombination integration and strength improvement of cement-based structures.
従来より、ビルディングなどの建物、道路や線路、橋梁、堤防、その他各種の建造物、造形物等に、コンクリートやモルタルなどのセメント系構造物が適用されている。 Conventionally, cement-based structures such as concrete and mortar have been applied to buildings such as buildings, roads and railroad tracks, bridges, embankments, and various other structures and shaped objects.
このようなセメント系構造物は、例えば、日照や風雨、温度変化、外部からの振動や加重などに曝されることによって、その表面や内部にクラックが生じて、強度や耐久性が低下することが避けられなった。特に、クラックに雨水が浸透する場合には、セメント系構造物の内部にまで雨水と共に汚染物等が浸透してしまい、構造物の内部の鉄筋やコンクリート等の変質をもたらして、セメント系構造物の強度低下が促進されることがあった。 When such a cement-based structure is exposed to, for example, sunlight, wind and rain, temperature changes, vibration or load from the outside, cracks are generated on the surface or inside thereof, and the strength and durability are lowered. Was inevitable. In particular, when rainwater permeates the cracks, contaminants and the like permeate into the cement-based structure together with the rainwater, causing deterioration of the reinforcing bars and concrete inside the structure, and the cement-based structure. In some cases, the decrease in strength of concrete was promoted.
そこで、セメント系構造物の耐久性を向上のための防水方法として、水溶性の防水剤を水とともにセメント系構造物のクラックに浸透させた後、クラック内で乾燥、固化させる方法が検討されている。しかしながら、このような防水方法は、所定の防止性を付与できる点では好ましいものの、セメント系構造物の強度向上効果は実質的には期待できないものであった。そして、防水剤の粘性により浸透力が充分でないことがあって、微小クラックの深部にまで防水剤を浸透させることは難しいようである。 Therefore, as a waterproofing method for improving the durability of cement-based structures, a method of infiltrating a water-soluble waterproofing agent into cracks of cement-based structures together with water and then drying and solidifying in the cracks has been studied. There is. However, although such a waterproofing method is preferable in that it can impart a predetermined preventive property, the effect of improving the strength of the cement-based structure cannot be substantially expected. Then, the penetrating power may not be sufficient due to the viscosity of the waterproofing agent, and it seems difficult to penetrate the waterproofing agent deep into the microcracks.
本発明は、セメント系構造物の強度向上を達成できるとともに防水性をも付与することができる、セメント系構造物のクラック再結合一体化と強度向上のための方法を提供することを目的とするものである。 An object of the present invention is to provide a method for crack recombination integration and strength improvement of cement-based structures, which can achieve strength improvement of cement-based structures and can also impart waterproofness. It is a thing.
上記の技術的課題を解決するために、本発明は、ケイ酸塩を含有する無機系浸透剤を、セメント系構造物の表層ないし内部に存在する空隙ないしクラックおよびその周縁部のセメント系材料に浸透させ、この無機系浸透剤の浸透領域において、前記無機系浸透剤と前記セメント系材料中の成分との反応に基づく不溶性結晶化領域を形成させること、を特徴としている。 In order to solve the above technical problems, the present invention applies a silicate-containing inorganic penetrant to a cement-based material in the surface layer or inside of a cement-based structure, which is a void or crack, and a peripheral portion thereof. It is characterized in that it is permeated to form an insoluble crystallization region based on the reaction between the inorganic penetrant and the components in the cement-based material in the permeation region of the inorganic penetrant.
このような本発明によるセメント系構造物の強度向上方法は、好ましい態様として、前記の不溶性結晶化領域を形成している不溶性結晶体は、前記の無機系浸透剤と前記セメント系構造物に由来するカルシウム成分との反応生成物であって、常温の水に対する溶解度が６００ｇ／ｋｇ以下のもの、を包含する。 As a preferred embodiment of the method for improving the strength of the cement-based structure according to the present invention, the insoluble crystal forming the insoluble crystallized region is derived from the inorganic penetrant and the cement-based structure. Includes reaction products with calcium components that have a solubility in water at room temperature of 600 g / kg or less.
このような本発明によるセメント系構造物の強度向上方法は、好ましい態様として、前記の空隙ないしクラックが、前記セメント系構造物の膨張または収縮、前記セメント系構造物の自重または外部から印加された加重もしくは振動、あるいは周囲環境に暴露されることによって生じた空隙、クラック、孔ないし損傷部であるもの、を包含する。 In such a method for improving the strength of a cement-based structure according to the present invention, as a preferred embodiment, the voids or cracks are applied by expansion or contraction of the cement-based structure, its own weight of the cement-based structure, or from the outside. Includes voids, cracks, holes or damaged parts created by loading or vibration, or exposure to the surrounding environment.
このような本発明によるセメント系構造物の強度向上方法は、好ましい態様として、ケイ酸塩を含有する無機系浸透剤を、セメント系構造物の表層ないし内部に存在する空隙ないしクラックおよびその周縁部のセメント系材料に浸透させる前の段階で、あるいは浸透途中の段階で、あるいは浸透後の段階で、カルシウムを含む無機系充填剤を、前記のセメント系構造物の表層ないし内部に存在する空隙ないしクラックおよびその周縁部のセメント系材料に浸透させ、その後、前記の不溶性結晶化領域を形成させるもの、を包含する。 In such a method for improving the strength of a cement-based structure according to the present invention, as a preferred embodiment, an inorganic penetrant containing a silicate is applied to voids or cracks existing in the surface layer or inside of the cement-based structure, and peripheral portions thereof. Before, during, or after permeation into the cement-based material, an inorganic filler containing calcium is applied to the voids or voids existing in the surface layer or inside of the cement-based structure. Includes those that penetrate the crack and its peripheral cement-based material and then form the insoluble crystallization region.
なお、本発明に係るセメント系構造物の強度向上方法は、建造された直後のセメント系構造物に対して適用することができ、また、建造された後、例えば風雨や加重および振動などに曝され、発生したクラック等によって強度および防水性が建造直後よりも低下したセメント系構造物に対しても適用することができる。このうち、前者の建造された直後のセメント系構造物に対して適用された時には、本発明に係るセメント系構造物の強度向上方法は、同時に、セメント系構造物を保護し、セメント系構造物の劣化（例えば、コンクリートの中性化、塩害、凍害、アルカリ骨材反応等）を防止ないし抑制する方法とも捉えることができ、また、後者の強度および防水性が低下したセメント系構造物に対して適用されたときは、本発明のセメント系構造物の強度向上方法は、劣化したセメント系構造物の強度回復方法あるいは補修方法としても捉えることができる。すなわち、本発明に係るセメント系構造物の強度向上方法は、セメント系構造物の劣化の防止方法あるいは抑制方法、セメント系構造物の強度回復方法、セメント系構造物の補修方法を包含する。 The method for improving the strength of a cement-based structure according to the present invention can be applied to a cement-based structure immediately after construction, and after construction, it is exposed to, for example, wind and rain, weighting, and vibration. It can also be applied to cement-based structures whose strength and waterproofness are lower than immediately after construction due to cracks and the like. Of these, when the former is applied to a cement-based structure immediately after construction, the method for improving the strength of the cement-based structure according to the present invention simultaneously protects the cement-based structure and protects the cement-based structure. It can be regarded as a method to prevent or suppress deterioration of concrete (for example, neutralization of concrete, salt damage, frost damage, alkali aggregate reaction, etc.), and for cement-based structures with reduced strength and waterproofness of the latter. When applied, the method for improving the strength of a cement-based structure of the present invention can also be regarded as a method for recovering the strength of a deteriorated cement-based structure or a method for repairing it. That is, the method for improving the strength of the cement-based structure according to the present invention includes a method for preventing or suppressing deterioration of the cement-based structure, a method for recovering the strength of the cement-based structure, and a method for repairing the cement-based structure.
本発明に係るセメント系構造物の強度向上方法は、ケイ酸塩を含有する無機系浸透剤を、セメント系構造物の表層ないし内部に存在する空隙ないしクラックおよびその周縁部のセメント系材料に浸透させ、この無機系浸透剤の浸透領域において、前記無機系浸透剤と前記セメント系材料中の成分との反応に基づく不溶性結晶化領域を形成させることから、セメント系構造物の強度を向上させることができる。 In the method for improving the strength of a cement-based structure according to the present invention, an inorganic penetrant containing a silicate permeates the voids or cracks existing in the surface layer or inside of the cement-based structure and the cement-based material at the periphery thereof. In the permeation region of the inorganic penetrant, an insoluble crystallization region based on the reaction between the inorganic penetrant and the components in the cement-based material is formed, so that the strength of the cement-based structure is improved. Can be done.
すなわち、本発明で採用される無機系浸透剤は、セメント系構造物の表面の空隙ないしクラックを通じてセメント系構造物の内部に浸透して、構造物を構成しているセメント系材料中の成分との反応に基づく、セメント系材料と密着化ないし一体化した強固な不溶性結晶化領域が形成される。これにより、セメント系構造物の耐圧縮性、剛性などの機械的強度等を向上させることができる。また、この不溶性結晶化領域は、その後に水に曝されても再溶解することがないので、外部へ流出することがない。従って、長期間にわたって強度低下が抑制される。 That is, the inorganic penetrant adopted in the present invention permeates into the inside of the cement-based structure through voids or cracks on the surface of the cement-based structure, and becomes a component in the cement-based material constituting the structure. A strong insoluble crystallization region is formed that is in close contact with or integrated with the cement-based material based on the reaction of. Thereby, it is possible to improve the mechanical strength such as compression resistance and rigidity of the cement-based structure. Further, since this insoluble crystallized region is not redissolved even if it is subsequently exposed to water, it does not flow out to the outside. Therefore, the decrease in strength is suppressed over a long period of time.
そして、上記の不溶性結晶化領域は、水不透過性を有している。このことから、セメント系構造物の表面から内部にかけて水不透過領域（即ち、防水性領域）を形成することができるので、セメント系構造物に防水性を付与することができる。 The insoluble crystallized region has water impermeability. From this, a water impermeable region (that is, a waterproof region) can be formed from the surface to the inside of the cement-based structure, so that the cement-based structure can be imparted with waterproofness.
さらに、上記の不溶性結晶化領域は、保湿性を有するので、セメント材料の水和反応を促進し、硬化時間を短縮する。また、不溶性結晶化領域は、アルカリ成分の溶出を防止するので、セメント系構造物の中性化を抑制し、耐久性を向上させる。 Furthermore, since the insoluble crystallized region has a moisturizing property, it promotes the hydration reaction of the cement material and shortens the curing time. Further, since the insoluble crystallized region prevents the elution of the alkaline component, the neutralization of the cement-based structure is suppressed and the durability is improved.
そして、本発明で採用された無機系浸透剤は、粘性が少なく、水とほぼ同等の浸透性を有していることから、セメント系構造物の微細なマイクロクラックの深部ならびその周辺部のセメント系材料に速やかにかつ確実に浸透することができる。このことから、セメント系構造物の表面のみならず、無機系浸透剤が浸透したセメント系構造物の深部についても強度の向上ならびに防水性の付与を行うことができる。 Since the inorganic penetrant adopted in the present invention has low viscosity and has almost the same permeability as water, the cement in the deep part of the fine microcracks in the cement-based structure and the peripheral part thereof. It can penetrate the system material quickly and surely. From this, it is possible to improve the strength and impart waterproofness not only to the surface of the cement-based structure but also to the deep part of the cement-based structure in which the inorganic penetrant has penetrated.
そして、本発明で採用された無機系浸透剤は、不溶性結晶化した後も、そして乾燥した後においても、白化等が生じない。このことから、クラック等が無機系浸透剤の充填により視覚的に目立つことがない。このことから、セメント系構造物の美観を向上させることができる。 The inorganic penetrant adopted in the present invention does not cause whitening or the like even after insoluble crystallization and drying. For this reason, cracks and the like are not visually noticeable due to the filling with the inorganic penetrant. From this, the aesthetic appearance of the cement-based structure can be improved.
さらに、セメント系構造物の表面を、親水性化し、緻密化し、硬度を高め、そして防汚染性を付与する。 Further, the surface of the cement-based structure is made hydrophilic, densified, hardened, and provided with antifouling property.
以下、好ましい実施形態に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。
本発明によるセメント系構造物の強度向上方法は、ケイ酸塩を含有する無機系浸透剤を、セメント系構造物の表層ないし内部に存在する空隙ないしクラックおよびその周縁部のセメント系材料に浸透させ、この無機系浸透剤の浸透領域において、前記無機系浸透剤と前記セメント系材料中の成分との反応に基づく不溶性結晶化領域を形成させること、を特徴としている。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on preferred embodiments.
In the method for improving the strength of a cement-based structure according to the present invention, an inorganic penetrant containing a silicate is permeated into the voids or cracks existing in the surface layer or inside of the cement-based structure and the cement-based material at the periphery thereof. In the permeation region of the inorganic penetrant, an insoluble crystallization region is formed based on the reaction between the inorganic penetrant and the components in the cement-based material.
本発明の好ましい態様においては、上記セメント系構造物が、コンクリートまたはモルタルからなる。 In a preferred embodiment of the present invention, the cement-based structure is made of concrete or mortar.
セメント系構造物としてコンクリートを例に説明すると、本発明の好ましい実施形態では、コンクリートが含む内部空隙（通常、コンクリートの体積の２５％程度存在する）の部分にケイ酸塩の主要成分であるケイ素、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、リチウムなどのアルカリ金属ないしアルカリ土類金属のケイ酸塩成分を適宜含む水和物である、ケイ酸塩を含有する無機系浸透剤を、セメント系構造物の表層ないし内部に存在する空隙ないしクラックおよびその周縁部のセメント系材料に浸透させ、これら成分を空隙部分に入り込ませることによって、コンクリート中に存在する未反応生成物（主にカルシウム成分）と反応して、バリア性、耐久性が良好な、安定した不溶性結晶化領域を形成させることができる。この不溶性結晶化領域の形成は、常温で容易に行なうことができ、好ましくは、例えば１５℃〜２５℃の温度条件下、３０分間〜６０分間、放置することによって行うことができる。 Taking concrete as an example of a cement-based structure, in a preferred embodiment of the present invention, silicon, which is a main component of silicate, is present in an internal void (usually present in about 25% of the volume of concrete) contained in concrete. , A silicate-containing inorganic penetrant, which is a hydrate appropriately containing a silicate component of an alkali metal or alkaline earth metal such as potassium, calcium, magnesium, sodium, and lithium, in a cement-based structure. By infiltrating the voids or cracks existing in the surface layer or inside and the cement-based material in the periphery thereof and allowing these components to enter the voids, it reacts with unreacted products (mainly calcium components) existing in concrete. Therefore, a stable insoluble crystallized region having good barrier properties and durability can be formed. The formation of the insoluble crystallized region can be easily carried out at room temperature, and preferably, it can be carried out by leaving it for 30 minutes to 60 minutes under a temperature condition of, for example, 15 ° C. to 25 ° C.
この不溶性結晶化領域は、例えば下記反応によって形成されたケイ酸カルシウムを含んでなる不溶性結晶物がセメント系構造物のクラックないし空隙内に充填されると共に、その周縁部のセメント系材料に浸透した状態で形成される結果、不溶性結晶物とセメント系構造物のコンクリート材料とが一体化ないし複合化した構造をとることができる。
ＳｉＯ２ ＋ Ｃａ（ＯＨ）２ → ＣａＳｉＯ３ ＋ Ｈ２Ｏ
ＳｉＯ２ ＋ Ｃａ（ＯＨ）２ ＋ Ｍｇ（ＯＨ）２ → ＭｇＣａＳｉＯ４ ＋ ２Ｈ２Ｏ
この不溶性結晶化領域を生成させることによって、コンクリートの弱点である上記空隙に起因する機械的特性（引張強度と曲げ強度）を飛躍的に向上させることができる。特に、酸性雨や塩化物イオンによるコンクリート中のカルシウム成分の溶出によって空隙が肥大化した劣化コンクリート構造物に対しては、本発明は極めて有効である。
In this insoluble crystallized region, for example, an insoluble crystal containing calcium silicate formed by the following reaction is filled in cracks or voids of a cement-based structure and permeates the cement-based material in the peripheral portion thereof. As a result of being formed in the state, the insoluble crystal and the concrete material of the cement-based structure can be integrated or composited.
SiO 2 + Ca (OH) 2 → CaSiO 3 + H 2 O
SiO 2 + Ca (OH) 2 + Mg (OH) 2 → MgCaSiO 4 + 2H 2 O
By generating this insoluble crystallization region, the mechanical properties (tensile strength and bending strength) caused by the above-mentioned voids, which are weak points of concrete, can be dramatically improved. In particular, the present invention is extremely effective for deteriorated concrete structures in which voids are enlarged due to elution of calcium components in concrete due to acid rain or chloride ions.
これによって、セメント系構造物、特に劣化したセメント系構造物の機械的強度（圧縮強度、引張り強度、曲げ強度ならびに強度）を満足のいくレベルまで向上させることができる。 Thereby, the mechanical strength (compressive strength, tensile strength, bending strength and strength) of the cement-based structure, particularly the deteriorated cement-based structure, can be improved to a satisfactory level.
さらにまた、不溶性結晶化領域は、超微粒子状（準ナノ〜ナノレベルの超微粒子）の微細な隙間を有する結晶構造体からなるので、セメント系構造物の表面から内部にかけて、水分子を透過させない防水領域を形成することができる。 Furthermore, since the insoluble crystallized region is composed of a crystal structure having fine gaps in the form of ultrafine particles (quasi-nano to nano-level ultrafine particles), water molecules are not allowed to permeate from the surface to the inside of the cement-based structure. A waterproof area can be formed.
上記の効果を得るために、本発明におけるケイ酸塩を含有する無機系浸透剤は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属から選ばれた少なくとも１種のケイ酸塩を主成分とし、水を含んでなる。この場合のケイ酸塩として好ましい成分は、カリウム、カルシウム、マグネシウム、ナトリウムおよびリチウムのケイ酸塩であり、好ましくは天然のケイ酸質材料を原料とする成分が適宜使用され得る。 In order to obtain the above effects, the silicate-containing inorganic penetrant in the present invention contains at least one silicate selected from alkali metals and alkaline earth metals as a main component and contains water. Become. The preferred component of the silicate in this case is a silicate of potassium, calcium, magnesium, sodium and lithium, and preferably a component made from a natural siliceous material can be appropriately used.
例えば、天然のケイ酸質材料としては、α−石英を主成分とするケイ石微粉末や産業副産物であるシリカフューム、フライアッシュなどを用いることができ、含有ケイ酸塩としては、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸リチウムないしこれらの混合成分を含むことが望ましい。 For example, as a natural siliceous material, fine silicate powder containing α-quartz as a main component, silica fume which is an industrial by-product, fly ash, etc. can be used, and as a contained silicate, potassium silicate, etc. can be used. It is desirable to include sodium silicate, lithium silicate or a mixture thereof.
本発明におけるケイ酸塩を含有する無機系浸透剤は、水溶液ないし懸濁液（スラリー）の状態として用いられ、この場合の溶媒は、好ましくは水ないし水性媒体である。 The silicate-containing inorganic penetrant in the present invention is used in the state of an aqueous solution or a suspension (slurry), and the solvent in this case is preferably water or an aqueous medium.
無機系浸透剤に占めるケイ酸塩の配合比（固形分）は、１０〜４０質量％が好ましく、さらに好ましくは１２〜３０質量％であり、特に好ましくは１４〜２５質量％である。 The compounding ratio (solid content) of the silicate in the inorganic penetrant is preferably 10 to 40% by mass, more preferably 12 to 30% by mass, and particularly preferably 14 to 25% by mass.
さらに、無機系表層改質コーティング組成物には、必要に応じて、体質顔料等の無機系顔料を所定量含有させることもできる。 Further, the inorganic surface layer modified coating composition may contain a predetermined amount of an inorganic pigment such as an extender pigment, if necessary.
本発明における上記無機系浸透剤は、本質的に無機系組成物であって樹脂系成分を主要成分として含有するものではないが、分散性能やレベリング特性等の付加的特性の向上のために所定量の樹脂成分を適宜含有させることができる。 The inorganic penetrant in the present invention is essentially an inorganic composition and does not contain a resin component as a main component, but is used for improving additional properties such as dispersion performance and leveling properties. A certain amount of resin component can be appropriately contained.
＜具体例＞
本発明によるセメント系構造物の強度向上方法は、好ましくは、下記の工程を適宜行うことによって実施することができる。なお、本発明が適用されるセメント系構造物の大きさや形態、設置環境や設置期間、劣化の具体的状況等に応じ、必要に応じて、実施順番を変更したり、いずれか一つあるいは二以上の工程を省略したり、同一内容の工程を複数回行ったり、各工程の内容を適宜変更したり、あるいは他の工程を追加することができる。
<Specific example>
The method for improving the strength of a cement-based structure according to the present invention can be preferably carried out by appropriately performing the following steps. In addition, depending on the size and form of the cement-based structure to which the present invention is applied, the installation environment and installation period, the specific condition of deterioration, etc., the order of implementation may be changed as necessary, or any one or two. The above steps can be omitted, the steps having the same contents can be performed a plurality of times, the contents of each step can be changed as appropriate, or other steps can be added.
（１）「調査工程」：セメント系構造物の外観を目視あるいは測定装置等を用いて、観察して、セメント系構造物を調査する。クラック等の大きさ、深さ、コンクリート材料の劣化状況等を把握する。 (1) "Investigation process": The appearance of the cement-based structure is visually observed or observed using a measuring device or the like to investigate the cement-based structure. Understand the size and depth of cracks, etc., and the deterioration status of concrete materials.
（２）「不健全部分の除去工程」：セメント系構造物の外周面あるいはクラックや空隙の内部表面に、過度の劣化により充分な強度回復が実質的に見込めないような不健全部分が存在する場合には、その部分を除去することが好ましい。例えば、水の浸透やアルカリにより生成物脆弱層等が不健全部分に該当する。また、クラックの表面性状の調整処理、例えば研磨処理、Ｖカット処理、Ｕカット処理等を必要に応じて行うことができる。 (2) "Step of removing unhealthy parts": There are unhealthy parts on the outer peripheral surface of the cement-based structure or the inner surface of cracks and voids in which sufficient strength recovery cannot be substantially expected due to excessive deterioration. In some cases, it is preferable to remove that portion. For example, a product fragile layer or the like corresponds to an unhealthy part due to water permeation or alkali. Further, the surface texture adjusting treatment of cracks, for example, polishing treatment, V-cut treatment, U-cut treatment and the like can be performed as necessary.
（３）「洗浄工程」：セメント系構造物を洗浄する。特に、クラック等の内部に詰まっているスケール、チリ、埃などを、刷毛やエアーブロー等で除去する。必要に応じて、水洗したり、洗浄剤などを用いることができる。 (3) "Washing process": The cement-based structure is washed. In particular, the scale, dust, dust, etc. that are clogged inside, such as cracks, are removed with a brush, air blow, or the like. If necessary, it can be washed with water or a detergent can be used.
（４）「補修処理」：クラックや空隙の大きさが大きい場合、深い場合もしくは貫通している場合は、セメントノロ（セメントペースト）、グラウト材、モルタル等の補修剤を充填あるいは塗布して補修することができる。 (4) "Repair treatment": If the size of cracks or voids is large, deep or penetrates, repair by filling or applying a repair agent such as cement paste, grout material, mortar, etc. be able to.
（５）「無機系浸透剤の注入孔の作成」：例えば、セメント系構造物の深部領域にまで充分な量の所定のケイ酸塩を含有する無機系浸透剤を迅速に注入する等を目的として、セメント系構造物に無機系浸透剤の注入孔を作成することができる。 (5) "Creation of injection holes for inorganic penetrant": For example, for the purpose of rapidly injecting an inorganic penetrant containing a sufficient amount of a predetermined silicate into a deep region of a cement-based structure. As a result, injection holes for an inorganic penetrant can be created in the cement-based structure.
（６）「無機系浸透剤の浸透工程」：所定のケイ酸塩を含有する無機系浸透剤を施して、セメント系構造物の表層ないし内部に存在する空隙ないしクラックおよびその周縁部のセメント系材料に浸透させる。この工程は、所定のケイ酸塩を含有する無機系浸透剤を、例えば刷毛、ローラ等を用いて塗工したり、吹きつけたり、器具を用いて加圧注入すること等によって行うことができる。この際、クラック等の内容や大きさ、コンクリート材料の種類や、劣化状態、温度や湿度等に応じ、所定のケイ酸塩を含有する無機系浸透剤の成分内容、濃度、粘度等を調整することができる。例えば、無機系浸透剤を水で希釈することができる。 (6) "Penetration step of inorganic penetrant": An inorganic penetrant containing a predetermined silicate is applied to the cement-based voids or cracks existing in the surface layer or inside of the cement-based structure and the peripheral portion thereof. Infiltrate the material. This step can be performed by applying, spraying, or pressure-injecting an inorganic penetrant containing a predetermined silicate using, for example, a brush, a roller, or the like. At this time, the content, concentration, viscosity, etc. of the inorganic penetrant containing a predetermined silicate are adjusted according to the content and size of cracks, the type of concrete material, the deterioration state, temperature, humidity, etc. be able to. For example, the inorganic penetrant can be diluted with water.
これにより、ケイ酸塩を含有する無機系浸透剤の最適化、浸透性の調整、最適化を図ることができる。また、所定のケイ酸塩を含有する無機系浸透剤を施す前に、セメント系構造物の外面やクラック内に水を施すことができる。 This makes it possible to optimize, adjust and optimize the permeability of the inorganic penetrant containing silicate. In addition, water can be applied to the outer surface of the cement-based structure and the inside of cracks before applying the inorganic penetrant containing a predetermined silicate.
この「無機系浸透剤の浸透工程」は、セメント系構造物の全体にわたって、あるいはセメント系構造物の一部分に対し、複数回行うことができる。 This "penetration step of the inorganic penetrant" can be performed a plurality of times over the entire cement-based structure or a part of the cement-based structure.
（７）「表面処理工程」：所定の不溶性結晶化領域が形成されたセメント系構造物には、必要に応じて、表面処理を付すことができる。好ましい表面処理としては、例えば、着色処理、防水処理、耐薬品処理、表面硬度向上処理、耐摩耗性処理等を挙げることができる。 (7) "Surface treatment step": A surface treatment can be applied to the cement-based structure in which a predetermined insoluble crystallization region is formed, if necessary. Preferred surface treatments include, for example, coloring treatment, waterproof treatment, chemical resistance treatment, surface hardness improving treatment, abrasion resistance treatment and the like.
本発明によるセメント系構造物の強度向上方法は、好ましい態様として、ケイ酸塩を含有する無機系浸透剤を、セメント系構造物の表層ないし内部に存在する空隙ないしクラックおよびその周縁部のセメント系材料に浸透させる前の段階で、あるいは浸透途中の段階で、あるいは浸透後の段階で、カルシウムを含む無機系充填剤を、前記のセメント系構造物の表層ないし内部に存在する空隙ないしクラックおよびその周縁部のセメント系材料に浸透させ、その後、前記の不溶性結晶化領域を形成させる方法を包含する。ここで、「カルシウムを含む無機系充填剤」の好ましい具体例としては、例えば、石膏や石灰を含むセメント、モルタルを挙げることができる。 The method for improving the strength of a cement-based structure according to the present invention preferably uses a silicate-containing inorganic penetrant as a cement-based method for voids or cracks existing in the surface layer or inside of the cement-based structure and the peripheral portion thereof. Before, during, or after permeation of the material, an inorganic filler containing calcium is applied to the voids or cracks existing in the surface layer or inside of the cement-based structure and the like. It includes a method of infiltrating a cement-based material in the peripheral portion and then forming the insoluble crystallization region. Here, as a preferable specific example of the "inorganic filler containing calcium", for example, cement containing gypsum or lime, and mortar can be mentioned.
また、本発明においては、表層改質工程は、施工が適切であれば１回の施工で効果が得られるが、セメント系構造物の表層改質をより良好なものにするためには、この表層改質工程を複数回実施することが望ましい。 Further, in the present invention, the surface layer modification step can be effective in one operation if the application is appropriate, but in order to improve the surface layer modification of the cement-based structure, this is required. It is desirable to carry out the surface modification step multiple times.
（１）モルタルの防水試験
直径１００ｍｍ×高さ２００ｍｍの大きさの、プレーンモルタル試料（比較例１）および処理モルタル試料（実施例１）を、それぞれ、２８日間水中に浸漬後、重量増加率を測定した。
プレーンモルタル試料（比較例１） １０．４重量％増加
処理モルタル試料（実施例１） ４．２重量％増加
ここで、比較例１および実施例１の値は、それぞれ、３つの供試体についての測定値の平均値である。
(1) Mortar waterproof test A plain mortar sample (Comparative Example 1) and a treated mortar sample (Example 1) having a diameter of 100 mm and a height of 200 mm are immersed in water for 28 days, and then the weight increase rate is increased. It was measured.
Plain mortar sample (Comparative Example 1) 10.4% by weight increase Treated mortar sample (Example 1) 4.2% by weight increase Here, the values of Comparative Example 1 and Example 1 are for three specimens, respectively. It is the average value of the measured values.
（２）モルタルの中性化試験
直径１００ｍｍ×高さ２００ｍｍの大きさの、プレーンモルタル試料（比較例２）および処理モルタル試料（実施例２）を、それぞれ、ＣＯ２ガスを気圧３ｋｇ／ｃｍ２の容器内に１４時間静置した後、試料表面からの中性化の深さを測定した。
プレーンモルタル試料（比較例２） １２〜１４ｍｍ
処理モルタル試料（実施例２） 実質的に中性化領域の存在なし
（３）コンクリートの圧縮試験
直径１００ｍｍ×高さ２００ｍｍの大きさの、未処理コンクリート試料（比較例３）および処理コンクリート試料（実施例３）を、それぞれ、シュミットハンマー試験機を用いて強度を測定した。
未処理コンクリート試料（比較例３） ４０．３Ｎ／ｃｍ２
処理コンクリート試料（実施例３） ５３．８Ｎ／ｃｍ２
ここで、比較例３および実施例３の値は、それぞれ、３つの供試体についての測定値の平均値である。
(2) Neutralization test of mortar A plain mortar sample (Comparative Example 2) and a treated mortar sample (Example 2) having a size of 100 mm in diameter × 200 mm in height were each subjected to CO 2 gas at a pressure of 3 kg / cm 2 After allowing to stand in the container for 14 hours, the depth of neutralization from the sample surface was measured.
Plain mortar sample (Comparative Example 2) 12-14 mm
Treated mortar sample (Example 2) Substantially no neutralized region (3) Concrete compression test Untreated concrete sample (Comparative Example 3) and treated concrete sample with a size of 100 mm in diameter x 200 mm in height (Comparative Example 3) The strength of each of Example 3) was measured using a Schmidt hammer tester.
Untreated concrete sample (Comparative Example 3) 40.3 N / cm 2
Treated concrete sample (Example 3) 53.8 N / cm 2
Here, the values of Comparative Example 3 and Example 3 are the average values of the measured values for the three specimens, respectively.
（４）鉛筆硬度テスト
縦ｍｍの大きさの、未処理コンクリート試料（比較例３）および処理コンクリート試料（実施例４）を、それぞれ、「鉛筆法」（ＪＩＳ Ｋ５６００ ５．４）によって、試料表面の硬度を測定した。
未処理コンクリート試料（比較例４） ２〜４Ｈ
処理コンクリート試料（実施例４） ９Ｈ以上
ここで、比較例４および実施例４の値は、それぞれ、３つの供試体についての測定値の平均値である。
(4) Pencil hardness test An untreated concrete sample (Comparative Example 3) and a treated concrete sample (Example 4) having a length of mm are subjected to the "pencil method" (JIS K5600 5.4), respectively, on the sample surface. The hardness of was measured.
Untreated concrete sample (Comparative Example 4) 2-4H
Treated concrete sample (Example 4) 9H or more Here, the values of Comparative Example 4 and Example 4 are the average values of the measured values for each of the three specimens.
（５）針貫入試験
縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×高さ２０ｍｍの大きさの、未処理コンクリート試料（比較例５）および処理コンクリート試料（実施例５）を、それぞれ、マッケージ測定器を用いて、針が貫入する距離を測定した。
未処理試料（比較例５） ２７μｍ
処理試料（実施例５） ８μｍ
ここで、比較例５および実施例５の値は、それぞれ、３つの供試体についての測定値の平均値である。
(5) Needle penetration test Needles of untreated concrete sample (Comparative Example 5) and treated concrete sample (Example 5) having a size of 20 mm in length × 20 mm in width × 20 mm in height, respectively, using a McCage measuring instrument. The penetration distance was measured.
Untreated sample (Comparative Example 5) 27 μm
Treated sample (Example 5) 8 μm
Here, the values of Comparative Example 5 and Example 5 are the average values of the measured values for the three specimens, respectively.
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