JP2023146658A - Method for repairing concrete structure - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、コンクリート構造物の補修方法に関する。 The present disclosure relates to a method of repairing a concrete structure.
コンクリート構造物は、高強度で施工性に優れ、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構造物が作られてきた。コンクリート構造物は、耐久性に優れるが、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、海風や凍結防止剤の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してヒビ割れが生じることもある。 Concrete structures have the advantages of high strength, excellent workability, and low cost, so many concrete structures were built in Japan mainly during the period of high economic growth. Concrete structures have excellent durability, but over many years of use, carbon dioxide from the atmosphere permeates with moisture, causing carbonation, and chloride ions contained in sea breezes and antifreeze droplets permeate. This can lead to corrosion, expansion, and cracking.
このようなコンクリート構造物を補修する方法が、例えば、特許文献1~3に開示されている。
Methods for repairing such concrete structures are disclosed, for example, in
図4は、特許文献1~3に開示されたコンクリート構造物の補修方法を示す断面図である。図4では、二層以上のシート状部材を積層した積層体に硬化性液状成分が含浸された補修材料1010がコンクリート構造物100に接着された状態が示されている。また、特許文献3には、硬化性液状成分が積層体に含浸された補修材料をコンクリート構造物に密着させた状態で改質剤水溶液を塗布し補修する方法が開示されている。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the concrete structure repair method disclosed in
上記のような従来のコンクリート構造物の補修方法では、コンクリート構造物に対するシートの付着性に改善の余地があった。 In the conventional methods for repairing concrete structures as described above, there is room for improvement in the adhesion of the sheet to the concrete structure.
本開示は、かかる問題点を解決するためになされたもので、コンクリート構造物の表面への補修材料の付着性を向上可能なコンクリート構造物の補修方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve such problems, and an object of the present disclosure is to provide a method for repairing a concrete structure that can improve the adhesion of a repair material to the surface of a concrete structure.
上記目的を達成するために、第1の開示のコンクリート構造物の補修方法は、塗布工程と、貼り付け工程と、硬化工程と、を備える。塗布工程は、補修を行うコンリートの表面に第1の珪酸塩水溶液を含有する組成物を塗布する。貼り付け工程は、第2の珪酸塩水溶液およびポゾラン活性物質を含む組成物を積層体に塗布又は含浸させた補修材料を、塗布工程後のコンクリートの表面に貼り付ける。硬化工程は、貼り付け工程後、補修材料を硬化させる。第1の珪酸塩水溶液のモル比および第2の珪酸塩水溶液のモル比は、M2Oに対するSiO2のモル比(SiO2/M2O)であり、Mは、リチウム、ナトリウムおよびカリウムから選択される少なくとも1種以上のアルカリ金属である。第2の珪酸塩水溶液のモル比は、第1の珪酸塩水溶液のモル比以上である。 In order to achieve the above object, the first disclosed method for repairing a concrete structure includes a coating process, a pasting process, and a curing process. In the application step, a composition containing a first silicate aqueous solution is applied to the surface of the concrete to be repaired. In the pasting process, a repair material in which the laminate is coated or impregnated with a composition containing a second aqueous silicate solution and a pozzolan active substance is pasted on the surface of the concrete after the painting process. In the curing process, the repair material is cured after the pasting process. The molar ratio of the first aqueous silicate solution and the molar ratio of the second aqueous silicate solution are the molar ratio of SiO 2 to M 2 O (SiO 2 /M 2 O), where M is lithium, sodium, and potassium. At least one selected alkali metal. The molar ratio of the second aqueous silicate solution is greater than or equal to the molar ratio of the first aqueous silicate solution.
劣化したコンクリートではカルシウムが溶出している場合が多いため、補修材料をコンクリートの表面に貼り付けただけでは補修材料組成物のコンクリート表面における接着性が弱くなることがある。 Calcium is often eluted from deteriorated concrete, so simply pasting the repair material on the concrete surface may weaken the adhesion of the repair material composition to the concrete surface.
本開示のコンクリート構造物の補修方法では、補修材料をコンクリートの表面に貼り付ける前に、プライマーとして第1の珪酸塩水溶液を含有する組成物を塗布している。 In the method for repairing a concrete structure of the present disclosure, a composition containing a first silicate aqueous solution is applied as a primer before applying a repair material to the surface of concrete.
これにより、第1の珪酸塩水溶液を含有する組成物が劣化したコンクリートと反応して徐々に硬化が進行するために、貼り付けた補修材料の接着性を向上することができ、劣化したコンクリート構造物に対しても補修材料を剥がれにくくすることができる。 As a result, the composition containing the first silicate aqueous solution reacts with the deteriorated concrete and gradually hardens, thereby improving the adhesion of the pasted repair material and improving the structure of the deteriorated concrete. The repair material can also be made difficult to peel off from objects.
また、補修材料に用いる第2の珪酸塩水溶液として、塗布工程に用いる第1の珪酸塩水溶液のモル比以上のモル比の珪酸塩水溶液を使用している。 Further, as the second silicate aqueous solution used in the repair material, a silicate aqueous solution having a molar ratio higher than that of the first silicate aqueous solution used in the coating process is used.
モル比は珪酸塩水溶液に由来するSiO2とM2O(Mはアルカリ金属など)の比率(SiO2/M2O)を表し、ポゾラン活性物質との反応性に関係する数字である。数字が小さいものほど反応性は高い。 The molar ratio represents the ratio (SiO 2 /M 2 O) of SiO 2 derived from the silicate aqueous solution and M 2 O (M is an alkali metal, etc.), and is a number related to the reactivity with the pozzolan active substance. The smaller the number, the higher the reactivity.
補修材料に用いる第2の珪酸塩水溶液として、塗布工程に用いる第1の珪酸塩水溶液のモル比以上のモル比の珪酸塩水溶液を使用すること、言い換えれば塗布工程に用いる第1の珪酸塩水溶液として、補修材料に用いる第2の珪酸塩水溶液のモル比よりも小さいモル比の珪酸塩水溶液を使用することにより、貼り付け工程において第1の珪酸塩水溶液が第2の珪酸塩水溶液に混入して第2の珪酸塩水溶液の反応性を下げることを防ぐことができ、補修材料の硬化を妨げることを防ぐことができる。 As the second silicate aqueous solution used in the repair material, use a silicate aqueous solution having a molar ratio greater than or equal to the molar ratio of the first silicate aqueous solution used in the coating process, in other words, the first silicate aqueous solution used in the coating process. By using a silicate aqueous solution with a molar ratio smaller than that of the second silicate aqueous solution used in the repair material, the first silicate aqueous solution is mixed into the second silicate aqueous solution in the pasting process. This can prevent the reactivity of the second silicate aqueous solution from being lowered, and can prevent the curing of the repair material from being hindered.
また、補修材料を貼り付ける下地を形成するプライマー(第1の珪酸塩水溶液を含有する組成物)が無機系であるため、不燃性を有し、補修材料の不燃性能を妨げない。さらに、第1の珪酸塩水溶液を含有する組成物が無機系であるため、膜等を形成せず補修材料の透湿性能を妨げない。 Furthermore, since the primer (composition containing the first silicate aqueous solution) forming the base to which the repair material is pasted is inorganic, it is nonflammable and does not interfere with the nonflammability of the repair material. Furthermore, since the composition containing the first silicate aqueous solution is inorganic, it does not form a film or the like and does not impede the moisture permeability of the repair material.
第2の開示のコンクリート構造物の補修方法は、第1の開示のコンクリート構造物の補修方法であって、第1の珪酸塩水溶液のモル比が0.5以上、1.8以下であり、第2の珪酸塩水溶液のモル比が0.8以上、2.2以下である。 The method for repairing a concrete structure according to the second disclosure is the method for repairing a concrete structure according to the first disclosure, in which the molar ratio of the first silicate aqueous solution is 0.5 or more and 1.8 or less, The molar ratio of the second silicate aqueous solution is 0.8 or more and 2.2 or less.
これにより、珪酸塩水溶液をプライマーおよび硬化剤として用いることができる。 This allows the silicate aqueous solution to be used as a primer and a curing agent.
第3の開示のコンクリート構造物の補修方法は、第1または第2の開示のコンクリート構造物の補修方法であって、積層体は、第一層と、第二層と、を有する。第一層は、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である。第二層は、ポリプロピレンスパンボンド不織布から形成されたシート状である。コンクリートの表面側から第一層および第二層の順に配置される。 The third disclosed concrete structure repair method is the first or second disclosed concrete structure repair method, in which the laminate includes a first layer and a second layer. The first layer is a sheet formed by combining multifilaments into a multiaxial mesh. The second layer is in the form of a sheet formed from polypropylene spunbond nonwoven fabric. The first layer and second layer are arranged in this order from the surface side of the concrete.
これにより、積層体に珪酸塩水溶液およびポゾラン活性物質を含む組成物を塗布・含浸させてコンクリート構造物に貼り付けることによって補修を行うことができる。 Thereby, repair can be performed by coating and impregnating the laminate with a composition containing an aqueous silicate solution and a pozzolan active substance and pasting it on a concrete structure.
第4の開示のコンクリート構造物の補修方法は、第3の開示のコンクリート構造物の補修方法であって、積層体は、第三層を更に備える。第三層は、第一層のコンクリートの表面側に配置されたガラス不織布で形成されたシート状である。 The fourth disclosed method for repairing a concrete structure is the third disclosed method for repairing a concrete structure, in which the laminate further includes a third layer. The third layer is in the form of a sheet made of glass nonwoven fabric placed on the surface side of the first layer of concrete.
これによって、補修材料の強度とコンクリートへの密着性を両立することができる。 This makes it possible to achieve both strength of the repair material and adhesion to concrete.
第5の開示のコンクリート構造物の補修方法は、第1~第4のいずれかの開示のコンクリート構造物の補修方法であって、ケレン工程を更に備える。ケレン工程は、第1塗布工程の前に、コンクリートの表面をケレン処理する。 A fifth disclosed method for repairing a concrete structure is the method for repairing a concrete structure disclosed in any one of the first to fourth disclosures, further comprising a cleaning step. In the smearing process, the surface of the concrete is smeared before the first application process.
これにより、補修材料の付着性をより向上することができる。 Thereby, the adhesion of the repair material can be further improved.
本開示によれば、コンクリート構造物の表面への補修材料の付着性を向上可能なコンクリート構造物の補修方法を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a method for repairing a concrete structure that can improve the adhesion of a repair material to the surface of the concrete structure.
以下に、本開示にかかるコンクリート構造物の補修方法について説明する。
(補修材料10、10´)
図1に示すように、本開示の補修材料10は、コンクリート構造物100の補修するために用いられる。補修材料10は、液状の硬化性組成物と、少なくとも2層のシート状部材を積層した積層体4と、を備える。積層体4と硬化性組成物は、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体4に含浸させた状態とする。
Below, a method for repairing a concrete structure according to the present disclosure will be explained.
(
As shown in FIG. 1,
図1に示すように、補修材料10を貼り付けるコンクリート構造物100の表面100sには、含浸材層5が形成されている。含浸材層5は、後述するプライマーをコンクリート構造物100に含浸させることによって形成される。含浸材層5を設けることによって補修材料10の付着強度を向上することができる。
As shown in FIG. 1, an
図1に示すように、コンクリート構造物100の表面100sのうち含浸材層5が形成された部分に補修材料10を貼り付けることによって、補修材料10の硬化性組成物がコンクリート構造物100の表面に塗布含浸される。そして、硬化性組成物が硬化またはコンクリート構造物と結合することによって補修材料10によってコンクリート構造物100を補修することができる。
As shown in FIG. 1, by pasting the
(積層体4、4´)
補修材料10の積層体4は、二層以上のシート状部材を積層して構成される。
(Laminated
The
例えば、図1に示す補修材料10の積層体4は、コンクリート構造物100に形成された含浸材層5上に配置された第三層3と、第三層3上に配置された第一層1と、第一層1上に配置された第二層2と、を備える。第三層3、第一層1および第二層2は、コンクリート構造物100側からこの順に積層されている。
For example, the
また、図1に示す補修材料10に限らず、図2に示す補修材料10´のような構成であってもよい。補修材料10´の積層体4´は、コンクリート構造物100の含浸材層5上に配置された第一層1と、第一層1上に配置された第二層2と、を備える。第一層1および第二層2は、コンクリート構造物100側からこの順に配置されている。
Moreover, the structure is not limited to the
(第一層1)
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。
(First layer 1)
The
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以上、4以下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以上、3以下であるものが好ましい。
X=A×B...(1)
Here, A represents the tensile strength in one direction of the sheet-like member, kN/50 mm, and B represents the number of axes of the sheet-like member. A can take any value by changing the number of multifilaments per 50 mm. Examples of B include those having a range of 2 or more and 4 or less. Among these, A is preferably 0.75 kN or more, and B is preferably 2 or more and 3 or less.
本構成により第一層1は、コンクリート構造物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。
With this configuration, the
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。ガラス長繊維は、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。また多軸メッシュの織り方の方向は、直交する二軸、もしくは、それ以上の多軸織物であってもよい。
Examples of the material for the
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、より好ましくは0.3mm以上、1mm以下である。
The thickness of the
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、さらに好ましくは75g/mm2以上である。
The
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10、10´の十分な耐力を確保することができる。
By setting the area weight within such a range, it is possible to improve the tensile strength and ensure sufficient yield strength of the
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100との間または第二層2と第三層3との間の接着力を向上させ、補修材料10、10´の十分な強度を確保することができる。また、第一層1の単位面積あ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10、10´の十分な強度を確保することができる。
The
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以上、25mm以下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。
The
(第二層2)
第二層2は、透液性のシート状部材であることが好ましい。該透液性シート状部材の引裂強度は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。
(Second layer 2)
The
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10、10´をコンクリート構造物100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。
Examples of the shape of the
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。 When using a polypropylene nonwoven fabric, the fibers can also be subjected to hydrophilic treatment in order to improve compatibility with the curable composition. For the hydrophilic treatment, any method known in the art may be used.
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、硬化性組成物の積層体4、4´への含浸量を抑えることができ、経済的にも有利である。
The thickness of the
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10、10´の十分な耐力を確保することができる。
The
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10、10´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10、10´の十分な強度を確保することができる。
The
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。
The
補修材料10、10´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の
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以上のシート状部材であることが好ましい。さらに、補修材料10、10´では第一層1が引張強度150N以上のマルチフィラメントを目開き5mm以上、25mm以下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以上のシート状部材であることが好ましい。
When the
(第三層3)
第三層3は、気孔率が90%以上かつ透液性の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、補修材料10とコンクリート構造物100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。
(Third layer 3)
The third layer 3 is preferably a liquid-permeable sheet-like member with a porosity of 90% or more. Thereby, the impregnability of the curable composition can be ensured, so that the function as an adhesive layer that improves the adhesive strength between the
第三層3の形状としては不織布が挙げられる。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、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10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。
Examples of the shape of the third layer 3 include nonwoven fabric. Examples of the material include polyester, polyolefin, vinylon, aramid, carbon fiber, glass fiber, etc., and it is preferably composed of polypropylene nonwoven fabric or glass nonwoven fabric. Since the glass nonwoven fabric has excellent compatibility with the curable composition, the curable composition easily penetrates into the glass nonwoven fabric, and when the curable composition is cured, the
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、繊維表面に表面処理を行うことが好ましい。 When using a polypropylene nonwoven fabric, it is preferable to perform a surface treatment on the fiber surface in order to improve compatibility with the curable composition.
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、より好ましくは0.2mm以上、0.8mm以下である。第三層3の厚みが0.1mm以上であることにより、補修材料10とコンクリート構造物の接着強度が確保され、1.5mm以下であることにより、硬化性組成物の積層体4、4´への含浸量を抑えることができ経済的に有利である。
The thickness of the third layer 3 is preferably 0.1 mm or more and 1.5 mm or less, more preferably 0.2 mm or more and 0.8 mm or less. When the thickness of the third layer 3 is 0.1 mm or more, the adhesive strength between the
積層体4として、例えば、第三層3としてガラス不織布を用い、第一層1として3軸ビニロンメッシュを用い、第二層2としてポリプロピレンスパンボンド不織布を用いることができる。
As the
(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補修材料10、10´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。
(Lamination integration)
The
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。 Mechanical fiber entanglement, chemical adhesion, and the like can be used as the integration method, and examples thereof include fulling, needle punching, chemical bonding, thermal bonding, hydroentangling, and the like.
図1においては補修材料10が三層構造の場合を示しているが、補修材料が四層以上であってもよい。四層以上の場合においても、第二層2はコンクリート構造物100と接する側から数えて第一層1よりも外側の層に配置されることが好ましい。このような積層構造により、補修材料10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。なお、積層体4の最多積層数は特に限定されない。
Although FIG. 1 shows a case where the
(硬化性組成物)
硬化性組成物(組成物の一例)は、積層体4、4´に塗布及び/又は含浸されるものである。硬化性組成物を積層体4、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100と補修材料10、10´とを接着することができる。例えば、硬化性組成物は、液状であるものが挙げられる。補修材料10、10´を接着することにより、コンクリート構造物100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。
(Curable composition)
The curable composition (an example of a composition) is applied to and/or impregnated into the
硬化性組成物は、珪酸塩水溶液(第2の珪酸塩水溶液の一例)とホゾラン活性物質を含む。珪酸塩水溶液は、例えば、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である。このように、珪酸塩水溶液とホゾラン活性物質を含む組成物を、以下「ジオポリマー」という場合がある。硬化性組成物は、通常、液状の組成物として調整されている。 The curable composition includes an aqueous silicate solution (an example of a second aqueous silicate solution) and a fozolan active material. The silicate aqueous solution is, for example, an aqueous solution of sodium silicate, potassium silicate, lithium silicate, or a mixture thereof. Thus, a composition containing an aqueous silicate solution and a fozolan active substance may be hereinafter referred to as a "geopolymer". The curable composition is usually prepared as a liquid composition.
このように、硬化性組成物に無機系材料を用いることによって、コンクリート構造物100の耐火性能を損なわずに確保することができる。
In this way, by using an inorganic material in the curable composition, the fire resistance performance of the
ジオポリマーでは、珪酸塩水溶液からなる液体成分とポゾラン活性物質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。 In geopolymers, the difference in specific gravity between the liquid component consisting of an aqueous silicate solution and the solid component consisting of a pozzolan active substance is smaller than the difference in specific gravity between water and cement contained in cement slurry, so it is difficult to separate the components in a curable composition. Can be suppressed.
また、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100の表面100sに塗布及び/又は含浸されたときに、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、補修材料10、10´とコンクリート構造物100の接着強度をより強固にすることができる。
Furthermore, when sodium silicate and potassium silicate are applied and/or impregnated onto the
このような硬化性組成物は、25℃での粘度が400mPa・s以上、3000mPa・s以下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、積層体4、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100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。
Such a curable composition preferably has a viscosity at 25° C. of 400 mPa·s or more and 3000 mPa·s or less. By setting it as such a viscosity, the impregnation property to the
特に、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、0.5mS/cm以上、0.6、0mS/cm以上又は7mS/cm以上であるものがより好ましく、0.8mS/cm以上、1.0mS/cm以上、1.2mS/cm以上であるものがさらに好ましい。 In particular, when using a geopolymer, the pozzolan active substance preferably has an electrical conductivity difference of 0.4 mS/cm or more, 0.5 mS/cm or more, 0.6, 0 mS/cm or more, or 7 mS/cm or more. A certain value is more preferable, and a value of 0.8 mS/cm or more, 1.0 mS/cm or more, or 1.2 mS/cm or more is even more preferable.
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、補修材料10、10´とコンクリート構造物100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、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。電気伝導率差は、次のように求められる。ポゾラン活性物質について『Cement Concrete Research, Vol.19, pp.63-68, 1989』に従い、40±1℃の条件で、Ca(OH)2飽和水溶液200mlの電気伝導率を測定する。続いてメタカオリン5gを投入し、攪拌して2分後の電気伝導率を測定し、投入前の電気伝導率との差を電気伝導率差とする。
With such a difference in electrical conductivity, sufficient reactivity with the silicate aqueous solution can be ensured, and the adhesive strength between the
ポゾラン活性物質とは、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。ポゾラン活性物質は、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。 A pozzolan active substance is a substance that hardens when water reacts with calcium oxide, calcium hydroxide, aluminum hydroxide, or the like. Pozzolanic active substances include, for example, silica dust, diatomaceous earth, talc, aerosil, white carbon, kaolin, metakaolin, activated clay, acid clay, and the like. Among them, metakaolin is preferred.
ポゾラン活性物質は、通常、ポゾラン活性物質中のシリカ成分をSiO2換算した場合のシリカ成分含有量が40重量%以上であるもの又はアルミナ成分をAl2O3換算した場合のアルミナ成分含有量が30重量%以上であるものが好ましい。 The pozzolan active material is usually one in which the silica component content in the pozzolan active material is 40% by weight or more when converted to SiO 2 or the alumina component content when the alumina component is converted into Al 2 O 3 . The content is preferably 30% by weight or more.
ポゾラン活性物質は、通常、塊又は粉末状であるが、ポゾラン活性物質は塊状又は粉末状のものをそのまま用いてもよい。また、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、その状態を変化させたものを用いてもよい。 The pozzolan active substance is usually in the form of a lump or powder, but the pozzolan active substance may be used as it is in the form of a lump or powder. In addition, in order to activate it, the state may be changed using methods such as thermal spraying, pulverization and classification, and the action of mechanical energy.
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。溶射技術は、例えば、プラズマ溶射法、高エネルギーガス溶射法、アーク溶射法等が挙げられる。好ましくは、材料粉末を2000℃以上、16000℃以下の温度で溶融し、30m/秒以上、800m/秒以下の速度で噴霧し、比表面積が0.1m2/g以上、100m2/g以下の粉末とすることが好ましい。 As a method for thermal spraying, a thermal spraying technique applied to ceramic coatings is applied. Examples of thermal spraying techniques include plasma spraying, high-energy gas spraying, arc spraying, and the like. Preferably, the material powder is melted at a temperature of 2000° C. or higher and 16000° C. or lower, and sprayed at a speed of 30 m/sec or higher and 800 m/sec or lower, and the specific surface area is 0.1 m 2 /g or higher and 100 m 2 /g or lower. It is preferable to make it into a powder.
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。粉砕は、ジェットミル、ロールミル、ボールミル等を用いる方法が挙げられる。また、分級は、篩、比重、風力、湿式沈降等を用いる方法が挙げられる。これらの手段は任意に併用することができる。 Any known method can be used for pulverization and classification. Examples of the pulverization include a method using a jet mill, a roll mill, a ball mill, and the like. Further, for classification, methods using a sieve, specific gravity, wind force, wet sedimentation, etc. can be mentioned. These means can be used in combination as desired.
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、ローラミル等を用いる方法が挙げられる。作用させる機械的エネルギーは、適度に活性化しつつ、負荷を最小限とするために、0.5kwh/kg以上、30kwh/kg以下が好ましい。 Examples of methods for applying mechanical energy include methods using a ball media mill, a media stirring type mill, a roller mill, and the like. The applied mechanical energy is preferably 0.5 kwh/kg or more and 30 kwh/kg or less in order to minimize the load while appropriately activating.
硬化性組成物、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、M2O(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%以上、30重量%以下であることが好ましく、10重量%以上、30重量%以下であることがより好ましい。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%以上、40重量%以下であることが好ましく、25重量%以上、35重量%以下であることがより好ましい。 The curable composition, for example sodium, potassium, lithium or a mixture thereof derived from an aqueous silicate solution in the geopolymer, has a total content of M It is preferably 5% by weight or more and 30% by weight or less, more preferably 10% by weight or more and 30% by weight or less, in terms of 2 O (M is sodium, potassium, and lithium). Further, the content of aluminum derived from the pozzolan active substance is preferably 20% by weight or more and 40% by weight or less, and 25% by weight in terms of Al 2 O 3 based on the dry solid content of the cured product. More preferably, the content is 35% by weight or less.
さらに、硬化性組成物は、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の下記数式(2)で表されるモル比が0.8以上、2.2以下であるものが好ましく、1.0以上、2.2以下であるものがより好ましく、1.0以上、2.0以下であるものがさらに好ましい。 Further, the curable composition preferably has a molar ratio of an aqueous solution of sodium silicate, potassium silicate, lithium silicate, or a mixture thereof expressed by the following formula (2) of 0.8 or more and 2.2 or less, It is more preferably 1.0 or more and 2.2 or less, and even more preferably 1.0 or more and 2.0 or less.
モル比=SiO2/M2O・・・(2)
モル比は珪酸塩水溶液に由来するM2O(Mは、ナトリウム、カリウムおよびリチウムから選択される少なくとも1種以上を含むアルカリ金属)に対するSiO2の比率(SiO2/M2O)を表し、ポゾラン活性物質との反応性に関係する数字である。なお、硬化性組成物に用いられる珪酸塩水溶液のモル比は、後述するプライマーとして使用される珪酸塩水溶液のモル比以上である。
Molar ratio = SiO 2 /M 2 O (2)
The molar ratio represents the ratio of SiO 2 to M 2 O (M is an alkali metal containing at least one selected from sodium, potassium, and lithium) derived from the silicate aqueous solution (SiO 2 /M 2 O), This is a number related to the reactivity with pozzolan active substances. The molar ratio of the silicate aqueous solution used in the curable composition is greater than or equal to the molar ratio of the silicate aqueous solution used as a primer, which will be described later.
(硬化性組成物の他の成分)
硬化性組成物は、上記成分に加えて、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。
(Other components of the curable composition)
In addition to the above components, the curable composition may contain additives known in the art. Examples include fillers, modifiers, dispersants, curing time regulators, pigments, antioxidants, polymer emulsions, and the like. These are not particularly limited, and known ones can be used. The filler may be any of those commonly used as fillers.
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。 Examples include carbon, cellulose, fine mineral powder, and synthesized inorganic crystal powder. Examples of the modifier include various metal salts that can react with the silicate aqueous solution, such as lightly calcined magnesium oxide, zinc white, and the like. Examples of the polymer emulsion include acrylic rubber, styrene-butadiene rubber, and mixtures thereof.
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%以上、10重量%以下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。 These additives can be used in any content within a range that does not impair the intended effect of the curable composition. In particular, the polymer emulsion is preferably blended such that the solid content of the polymer is 3% by weight or more and 10% by weight or less based on the total weight of dry solids of the curable composition. Thereby, the fluidity of the curable composition can be improved, the adhesive strength of the cured product can be improved, and drying shrinkage of the cured product can be suppressed.
なお、積層体4、4´への硬化性組成物の含浸量は特に限定するものではなく、積層体4、4´の全体にわたって均一に硬化性組成物が保持され、硬化性組成物の硬化によって積層体4、4´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、積層体:硬化性組成物の重量比は、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。
Note that the amount of the curable composition impregnated into the
また、例えば、硬化性組成物として、珪酸塩水溶液、ラテックス、メタカリオンおよび高炉スラグを含むジオポリマーを用いることができる。この場合において、積層体4として、第三層3としてガラス不織布を用い、第一層1として3軸ビニロンメッシュを用い、第二層2としてポリプロピレンスパンボンド不織布を用いたとき、養生時間としては、例えば、23℃、50%RHで7日以上に設定することができる。
Furthermore, for example, a geopolymer containing a silicate aqueous solution, latex, methakarion, and blast furnace slag can be used as the curable composition. In this case, when the
(含浸材層5)
含浸材層5は、コンクリート構造物100に下記のプライマーを塗布して含浸させることによって形成される。
(Impregnated material layer 5)
The impregnating
含浸材層5は、プライマーとして珪酸塩水溶液(第1の珪酸塩水溶液の一例)を含有する組成物が塗布されて含浸し、その後、必要に応じて乾燥される。なお、珪酸塩水溶液を含有する組成物を乾燥する場合は、例えば指触乾燥の状態でよい。指触乾燥とは、指で軽く触っても溶液または組成物が指につかない乾燥状態をいう。
The impregnating
プライマーとして使用される珪酸塩水溶液は、例えば、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を挙げることができる。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100の表面に塗った溶液中のカルシウムとC-S-Hゲルを生成することができるため、補修材料10、10´とコンクリート構造物100の接着強度をより強固にすることができる。
Examples of the silicate aqueous solution used as the primer include an aqueous solution of sodium silicate, potassium silicate, lithium silicate, or a mixture thereof. Sodium silicate and potassium silicate can generate C-S-H gel with calcium in the solution applied to the surface of the
プライマーとして使用される珪酸塩水溶液は、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のモル比が0.5以上、1.8以下であるものが好ましく、1.6以下であるものがさらに好ましい。プライマーとして使用される珪酸塩水溶液のモル比は、硬化性組成物に用いられる珪酸塩水溶液と同様に、上記数式(2)で表わされる。プライマーとして使用される珪酸塩水溶液のモル比は、硬化性組成物に用いられる珪酸塩水溶液のモル比より小さい。 The silicate aqueous solution used as a primer preferably has a molar ratio of an aqueous solution of sodium silicate, potassium silicate, lithium silicate, or a mixture thereof of 0.5 or more and 1.8 or less, and preferably 1.6 or less. is even more preferable. The molar ratio of the silicate aqueous solution used as the primer is expressed by the above formula (2) similarly to the silicate aqueous solution used in the curable composition. The molar ratio of the aqueous silicate solution used as the primer is smaller than the molar ratio of the aqueous silicate solution used in the curable composition.
さらに、珪酸塩水溶液の固形分比率は、珪酸塩水溶液に含まれるSiとMに由来するSiO2とM2Oの合計重量として、20重量%以上、50重量%以下であるものが好ましく、珪酸塩水溶液が珪酸ナトリウムの場合は水溶液の保管安定性の観点から20重量%以上、30重量%以下であるものがさらに好ましい。 Further, the solid content ratio of the silicate aqueous solution is preferably 20% by weight or more and 50% by weight or less as the total weight of SiO 2 and M 2 O derived from Si and M contained in the silicate aqueous solution. When the aqueous salt solution is sodium silicate, it is more preferably 20% by weight or more and 30% by weight or less from the viewpoint of storage stability of the aqueous solution.
このような固形分比率とすることにより、劣化コンクリートに生じている隙間を効率的に埋めることができ、劣化コンクリートの強度を高めることができる。 By setting such a solid content ratio, gaps occurring in the deteriorated concrete can be efficiently filled, and the strength of the deteriorated concrete can be increased.
例えば、珪酸塩水溶液(SiO2/Na2O:モル比1.6、固形分27重量%)を100g/m2以上、200g/m2以下の塗布量で塗布することができる。この場合、外気温および湿度に依存するが、目安として約180分で指触乾燥の状態となる。 For example, a silicate aqueous solution (SiO 2 /Na 2 O: molar ratio 1.6, solid content 27% by weight) can be applied in a coating amount of 100 g/m 2 or more and 200 g/m 2 or less. In this case, it will be dry to the touch in about 180 minutes, although it depends on the outside temperature and humidity.
なお、珪酸塩水溶液を含有する組成物をコンクリート構造物100の表面100sに塗布する前に、表面100sをケレン処理する方が好ましい。
Note that before applying the composition containing the silicate aqueous solution to the
<コンクリート構造物の補修方法>
本開示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材料10、10´を用いて行うことができる。
<Repair method for concrete structures>
The concrete structure repair method of the present disclosure can be performed using the above-described concrete
図3は、本開示のコンクリート構造物の補修方法を示すフロー図である。 FIG. 3 is a flow diagram illustrating the concrete structure repair method of the present disclosure.
図3に示すように、本開示のコンクリート構造物の補修方法は、ステップS10(ケレン工程)と、ステップS20(塗布工程)と、ステップS30(貼り付け工程)と、ステップS40(硬化工程)と、を備える。 As shown in FIG. 3, the concrete structure repair method of the present disclosure includes step S10 (cleaning process), step S20 (coating process), step S30 (pasting process), and step S40 (curing process). , is provided.
(ステップS10(ケレン工程))
ステップS10において、補修を行うコンクリート構造物100の表面100sが、コンクリート用研磨刃を取り付けたグラインダーでケレン処理される。
(Step S10 (cleaning process))
In step S10, the
(ステップS20(塗布工程))
ステップS10において、ケレン処理されたコンクリート構造物100の表面100sに、珪酸塩水溶液を含有する組成物を塗布して、コンクリート構造物100の表面100sに含浸させる。
(Step S20 (coating process))
In step S10, a composition containing a silicate aqueous solution is applied to the
珪酸塩水溶液を含有する組成物をコンクリート構造物100に塗布および含浸させる方法としては、例えば、ローラーを使って手作業で塗布含浸を行うハンドレイアップ法、またはスプレーにより塗布含浸する方法を用いることができる。
As a method for applying and impregnating the
(ステップS30(貼り付け工程))
ステップS30において、珪酸塩水溶液を含有する組成物を塗布したコンクリート構造物100の表面100sに、補修材料10、10´が貼り付けられる。
(Step S30 (pasting process))
In step S30, repair
貼り付け工程において、積層体4、4´に硬化性組成物を塗布して、硬化性組成物が積層体4、4´に含浸される。例えば、珪酸塩水溶液を含有する組成物を塗布したコンクリート構造物100の表面100sに硬化性組成物を塗布した後に、積層体4、4´を貼り付け、貼り付けた積層体4、4´の上から硬化性組成物を塗布することによって補修材料10、10´を貼り付けてもよい。
In the pasting step, a curable composition is applied to the
なお、積層体4、4´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体4、4´を形成してもよいし、積層体4、4´を形成しながら硬化性組成物を含浸させてもよい。また、積層体4、4´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含浸させてもよい。
Note that the
硬化性組成物を積層体4、4´に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含浸を行うハンドレイアップ法、(2)スプレーにより塗布含浸する方法、(3)金型により積層体4、4´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体4、4´に塗布含浸させる方法、(4)減圧により積層体4、4´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体4、4´に含浸させる方法、(5)積層体4、4´を硬化性組成物に浸漬し、積層体4、4´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体4、4´に厚みを規定する方法、(6)ロール転写により連続的に塗布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。
Examples of methods for impregnating the
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や含浸シート同士の付着を防止するため、積層体4、4´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される。
In order to improve the workability during impregnation and to prevent dust from adhering to the impregnated sheets and impregnated sheets from adhering to each other, the front and back surfaces of the
得られた補修材料10、10´を、珪酸塩水溶液を含有する組成物を塗布して乾燥させたコンクリート構造物100の表面100sに貼り付ける。この際、補修材料10、10´とコンクリート構造物100の表面の間に入り込んだ気泡を取り除くことは、特に、補修材料10、10´とコンクリート構造物100の表面100s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、ロールや金へら等を使って気泡を補修材料10、10´の外側に追い出す方法が好適である。
The obtained
(ステップS40(硬化工程))
積層体4、4´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100に補修材料10、10´を密着させた状態で設置することによって行なわれる。コンクリート構造物100の表面100s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分以上、300分以下であることが好ましく、より好ましくは45分以上、240分以下である。
(Step S40 (curing process))
The curable composition impregnated into the
硬化時間は、本開示の硬化性組成物は無機系材料であるため、含まれる水分量によって調整することができる。硬化性組成物が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や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。 Since the curable composition of the present disclosure is an inorganic material, the curing time can be adjusted depending on the amount of water contained. When the curable composition is a geopolymer, the content of sodium, potassium, lithium, or a mixture thereof derived from the silicate aqueous solution, or SiO 2 and M 2 O derived from the silicate aqueous solution (M is sodium, potassium, and lithium). It can be adjusted by the ratio (SiO 2 /M 2 O), the difference in electrical conductivity of the pozzolan active material, the content of aluminum, etc.
硬化性組成物の硬化が完了すると、コンクリート構造物100に補修材料10、10´が固着されて、コンクリート構造物100の補修を完了させることができる。
When the curing of the curable composition is completed, the
以下に実施例を用いて、本開示のコンクリート構造物の補修方法について説明する。 The concrete structure repair method of the present disclosure will be described below using Examples.
(実施例1)
JIS A 5372に規定される上ぶた式U形側溝蓋(1種 呼び150)をコンクリート基材とした。
(Example 1)
The concrete base material was an upper lid type U-shaped gutter cover (
上記ステップS10において、このコンクリートの表面を、コンクリート用研磨刃を取り付けたグラインダーでケレンした。 In step S10, the surface of this concrete was polished using a grinder equipped with a concrete polishing blade.
次に、JIS K 1408で規定する3号珪酸ナトリウム水溶液100gと48重量%水酸化ナトリウム水溶液25g、及び水53gを加えて調整した珪酸塩水溶液を24時間撹拌し、モル比1.6、固形分27重量%珪酸塩水溶液を得た。 Next, a silicate aqueous solution prepared by adding 100 g of a No. 3 sodium silicate aqueous solution specified in JIS K 1408, 25 g of a 48% by weight aqueous sodium hydroxide solution, and 53 g of water was stirred for 24 hours to obtain a molar ratio of 1.6 and solid content. A 27% by weight silicate aqueous solution was obtained.
次に、上記ステップS20において、この珪酸塩水溶液をコンクリート表面にローラーを用いて、塗布量150g/m2で塗布し、含浸させた。その後、常温で180分放置し、コンクリート表面を乾燥させ、下地処理を行った。下地処理部分が含浸材層5に相当する。
Next, in the above step S20, this silicate aqueous solution was applied to the concrete surface using a roller at a coating amount of 150 g/m 2 for impregnation. Thereafter, the concrete was left at room temperature for 180 minutes to dry the concrete surface and perform surface treatment. The base treatment portion corresponds to the impregnating
続いて、JIS K 1408で規定する3号珪酸ナトリウム水溶液56gと48重量%水酸化ナトリウム水溶液14g、水30g、ラテックス(日本エイアンドエル株式会社製 商品名:SR-151)10gを24時間攪拌し、モル比1.6、固形分27重量%珪酸塩水溶液を得た。上記水溶液に、ポゾラン活性物質としてメタカオリン77g(BASF社製 商品名:SP-33 電気伝導率差0.8mS/cm)、JIS A 6206で規定する高炉スラグ微粉末44g(日鉄住金セメント株式会社製 商品名:エスメント)を混合することにより、硬化性組成物を調製した。 Subsequently, 56 g of a No. 3 sodium silicate aqueous solution specified in JIS K 1408, 14 g of a 48% by weight aqueous sodium hydroxide solution, 30 g of water, and 10 g of latex (trade name: SR-151, manufactured by Nippon A&L Co., Ltd.) were stirred for 24 hours, and the molar An aqueous silicate solution with a ratio of 1.6 and a solid content of 27% by weight was obtained. To the above aqueous solution, 77 g of metakaolin (manufactured by BASF, product name: SP-33, electrical conductivity difference 0.8 mS/cm) as a pozzolan active substance, and 44 g of ground blast furnace slag powder specified in JIS A 6206 (manufactured by Nippon Steel & Sumikin Cement Co., Ltd.) were added to the above aqueous solution. A curable composition was prepared by mixing (trade name: Esment).
次に、ガラス不織布(目付量25g/m2、厚み0.2mm、気孔率95%)に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)と、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)を積層することにより積層体を作製した。 Next, a triaxial mesh sheet made of vinylon multifilament (fabric weight 90 g/m 2 , opening 8 mm, thickness 0.35 mm, A laminate was produced by laminating a hydrophilized polypropylene spunbond nonwoven fabric (area weight: 30 g/m 2 , thickness: 0.2 mm, tear strength: 16 N).
ガラス不織布が「第三層」に相当し、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「第一層」に相当する。 The glass nonwoven fabric corresponds to the "third layer," the triaxial mesh sheet corresponds to the "first layer," and the spunbond nonwoven fabric with a basis weight of 30 g/m 2 corresponds to the "first layer."
次に、ステップS30において、上記で作製したシート状の積層体300mm×300mmに、100gの硬化性組成物を含浸させて、下地処理部分である含浸材層5の表面に補修材料を貼り付けた。
Next, in step S30, the 300 mm x 300 mm sheet-like laminate produced above was impregnated with 100 g of the curable composition, and the repair material was pasted on the surface of the impregnated
次に、ステップS40において、コンクリート構造物100の表面100sに貼り付けた積層体に含浸した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の補修材料を作製した。
Next, in step S40, a repair material for the concrete structure was prepared by curing the curable composition impregnated into the laminate attached to the
一連の作業は、全て23℃、50%RHの環境下で行った。 All of the series of operations were performed in an environment of 23° C. and 50% RH.
(実施例2)
珪酸カリウム水溶液(富士フィルム和光純薬製 商品名:けい酸カリウム溶液(約50%) モル比:2.0 固形分:50重量%)100gと48重量%水酸化カリウム水溶液25g、を加えて調整した珪酸塩水溶液を24時間撹拌し、モル比1.4、固形分48重量%珪酸塩水溶液を得た。
(Example 2)
Adjust by adding 100 g of potassium silicate aqueous solution (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd., product name: Potassium silicate solution (approximately 50%), molar ratio: 2.0, solid content: 50 wt%) and 25 g of 48 wt% potassium hydroxide aqueous solution. The resulting silicate aqueous solution was stirred for 24 hours to obtain a silicate aqueous solution with a molar ratio of 1.4 and a solid content of 48% by weight.
次に、本実施例2では、実施例1と異なり、上記ステップS20において、この珪酸塩水溶液を用いた。これ以外は、実施例1と同様にしてコンクリート構造物の補修材料を作製した。 Next, in Example 2, unlike Example 1, this silicate aqueous solution was used in step S20. Except for this, a repair material for a concrete structure was produced in the same manner as in Example 1.
(比較例1)
上記ステップS20において、珪酸塩水溶液としてJIS K 1408で規定する3号珪酸ナトリウム水溶液(モル比:3.0 固形分:39重量%)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてコンクリート構造物の補修材料を作製した。
(Comparative example 1)
A concrete structure was prepared in the same manner as in Example 1, except that in step S20, a No. 3 sodium silicate aqueous solution (molar ratio: 3.0, solid content: 39% by weight) specified in JIS K 1408 was used as the silicate aqueous solution. We created repair materials for objects.
(比較例2)
上記ステップS20において、珪酸塩水溶液として珪酸カリウム水溶液(富士フィルム和光純薬製 商品名:けい酸カリウム溶液(約50%) モル比:2.0 固形分:50重量%)を2倍に水で希釈したものを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてコンクリート構造物の補修材料を作製した。
(Comparative example 2)
In step S20, a potassium silicate aqueous solution (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd., product name: Potassium silicate solution (approx. 50%), molar ratio: 2.0, solid content: 50% by weight) is diluted with water to serve as the silicate aqueous solution. A repair material for a concrete structure was produced in the same manner as in Example 1, except that a diluted material was used.
(比較例3)
上記ステップS20において、珪酸塩水溶液の代わりにコロイダルシリカ水溶液(日産化学製 商品名:ST-40 モル比:∞ 固形分:40重量%)を用いたこと以外は、実施例1と同様にしてコンクリート構造物の補修材料を作製した。
(Comparative example 3)
Concrete was concreted in the same manner as in Example 1, except that in step S20, a colloidal silica aqueous solution (manufactured by Nissan Chemical, product name: ST-40, molar ratio: ∞, solid content: 40% by weight) was used instead of the silicate aqueous solution. We created repair materials for structures.
(接着力評価)
各実施例及び比較例のコンクリート構造物補修材料のコンクリートへの接着力は建研式簡易引張試験機(テクノテスター R-10000ND)により評価した。具体的には、各実施例及び比較例で作製した補修材料を貼り付けたコンクリートを7日間養生した後、水道水にて3日間の浸漬を行った。引き上げ後、7日間乾燥を行い、前記簡易引張試験機の標準使用方法に基づき接着力を測定した。一連の作業は、全て23℃、50%RHの環境下で行った。
簡易引張試験は各実施例、比較例とも3体ずつ行い、その平均を接着力とした。その結果を表1に示す。なお、表1のステップS20の行には、上述した実施例1,2および比較例1~3における珪酸塩水溶液の種類とモル比を示す。
(Adhesive strength evaluation)
The adhesion of the concrete structure repair materials of each Example and Comparative Example to concrete was evaluated using a Kenken type simple tensile tester (Techno Tester R-10000ND). Specifically, the concrete to which the repair materials prepared in each Example and Comparative Example were applied was cured for 7 days, and then immersed in tap water for 3 days. After pulling it up, it was dried for 7 days, and the adhesive strength was measured based on the standard usage method of the above-mentioned simple tensile tester. All of the series of operations were performed in an environment of 23° C. and 50% RH.
A simple tensile test was conducted on three samples for each example and comparative example, and the average was taken as the adhesive strength. The results are shown in Table 1. Note that the row of step S20 in Table 1 shows the types and molar ratios of the silicate aqueous solutions in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 described above.
例えば、接着力が1.0N/mm2以上の場合を良好とし、1.0N/mm2よりも小さい場合に不可とする。 For example, if the adhesive force is 1.0 N/mm 2 or more, it is considered good, and if it is less than 1.0 N/mm 2 , it is judged bad.
以上のように、実施例の補修材料の接着力評価の結果から、本開示のコンクリートの補修材料は、劣化コンクリートに対する補強性能、かつ密着性能を大幅に向上させることができることが確認された。 As described above, from the results of the adhesive force evaluation of the repair materials of Examples, it was confirmed that the concrete repair materials of the present disclosure can significantly improve the reinforcing performance and adhesion performance for deteriorated concrete.
1 第一層
2 第二層
3 第三層
4、4´ 積層体
10、10´ 補修材料
100 コンクリート構造物
100s 表面
1
Claims (5)
第2の珪酸塩水溶液およびポゾラン活性物質を含む組成物を積層体に塗布又は含浸させた補修材料を、前記塗布工程後の前記コンクリートの表面に貼り付ける貼り付け工程と、
前記貼り付け工程後、前記補修材料を硬化させる硬化工程と、を備え、
前記第1の珪酸塩水溶液のモル比および前記第2の珪酸塩水溶液のモル比は、M2Oに対するSiO2のモル比(SiO2/M2O)であり、Mは、リチウム、ナトリウムおよびカリウムから選択される少なくとも1種以上のアルカリ金属であり、
前記第2の珪酸塩水溶液のモル比は、前記第1の珪酸塩水溶液のモル比以上である、
コンクリート構造物の補修方法。 an application step of applying a composition containing a first silicate aqueous solution to the surface of the concrete to be repaired;
a pasting step of pasting a repair material in which the laminate is coated or impregnated with a composition containing a second silicate aqueous solution and a pozzolan active substance on the surface of the concrete after the applying step;
After the pasting step, a hardening step of hardening the repair material,
The molar ratio of the first silicate aqueous solution and the second silicate aqueous solution are the molar ratio of SiO 2 to M 2 O (SiO 2 /M 2 O), where M is lithium, sodium and at least one or more alkali metals selected from potassium;
The molar ratio of the second silicate aqueous solution is greater than or equal to the molar ratio of the first silicate aqueous solution,
How to repair concrete structures.
前記第2の珪酸塩水溶液のモル比が0.8以上、2.2以下である、
請求項1に記載のコンクリート構造物の補修方法。 The molar ratio of the first silicate aqueous solution is 0.5 or more and 1.8 or less,
The molar ratio of the second silicate aqueous solution is 0.8 or more and 2.2 or less,
The method of repairing a concrete structure according to claim 1.
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の第一層と、
ポリプロピレンスパンボンド不織布から形成されたシート状の第二層と、を有し、
前記コンクリートの表面側から前記第一層および前記第二層の順に配置される、
請求項1または2に記載のコンクリート構造物の補修方法。 The laminate includes:
A sheet-like first layer that combines multifilaments into a multiaxial mesh,
a sheet-like second layer formed from polypropylene spunbond nonwoven fabric;
The first layer and the second layer are arranged in this order from the surface side of the concrete,
The method for repairing a concrete structure according to claim 1 or 2.
請求項3に記載のコンクリート構造物の補修方法。 The laminate further includes a sheet-like third layer formed of a glass nonwoven fabric disposed on the surface side of the concrete of the first layer.
The method for repairing a concrete structure according to claim 3.
請求項1~4のいずれか1項に記載のコンクリート構造物の補修方法。
Before the application step, further comprising a smearing step of smearing the surface of the concrete.
The method for repairing a concrete structure according to any one of claims 1 to 4.
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JP2022053958A JP2023146658A (en) | 2022-03-29 | 2022-03-29 | Method for repairing concrete structure |
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