JP3806039B2 - 二液性建造物補強剤およびその二液性建造物補強剤を用いた建造物補強方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートや木材等からなる建物外壁や建物基礎等に塗工して補強する二液性建造物補強剤、及びその二液性建造物補強剤を用いた建造物補強方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ビルや戸建住宅の外壁、基礎部分、柱部分等のコンクリートや木材からなる部分の劣化や腐食に対する防護策として、セメントに樹脂分を混入した材料を被着体に上塗りする方法や、硬化性樹脂からなる接着剤を欠損部分に充填する方法が行われている。
【０００３】
しかしながら、セメントに樹脂分を混入したとしてもセメント材を主剤としたものは、後に再度クラックが生じる場合も多いし、被着体との密着性も好ましいものではなかった。一方、硬化性樹脂からなる接着剤等を使用する方法は、ひび割れ等に対して充填され水分の建造物内への進入を防止するという面では効果的であるが、接着剤自体が樹脂からなるため、セメント性の補強剤に比べてその強度が劣っており建造物自体の補強にはあまり寄与しないものであった。また、塗工において気温差による粘度の影響を受けやすく、均一な品質が得られないばかりか、粘度が低くなる場合は“液だれ”現象が起こり、その塗工技術が要求されるものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、コンクリートや木材等からなる建物外壁や建物基礎等に塗工して補強する二液性建造物補強剤、及びその二液性建造物補強剤を用いた建造物補強方法に関するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明は、コンクリートや木材からなる建物外壁や建物基礎などの建造物表面に二液性建造物補強剤を塗工する建造物補強方法について、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂から選択される主剤でなる第一液と、該第一液よりも低粘度の硬化剤にガラス繊維とロックウールを混合してなる第二液と、を混合して二液性建造物補強剤とし、該二液性建造物補強剤を建造物表面に塗工して、建造物のひび割れや亀裂に二液性建造物補強剤を浸透させるとともに、コンクリートや木材部分自体に二液性建造物補強剤を浸透させて、かつ、該表面に塗工被膜を形成して建造物を補強することを特徴とする建造物補強方法を提供する。
【０００６】
主剤が、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂から選択されるため、硬化剤との組合せにより作業現場で容易に混合でき、常温で固化して強固な構造物を得ることができる。また、硬化剤に繊維状物質を含んでいるため、固化物の強度が向上する。本発明において、主剤ではなく、硬化剤に繊維状物質を加えることとしたのは、主剤は粘度が高く、混合が不十分になりやすいためである。混合不良により、いわゆる“だま”が一旦できてしまうと、だまの影響で硬化剤が十分作用せず、強度低下をもたらし、建造物補強剤としての効果が低下してしまう恐れがある。一方、硬化剤は主剤に比較して相当低粘度であるため、繊維状物質の混合が容易であり不良品の発生を抑え、建造物補強剤の生産性が向上する。
【０００７】
また、セメント材ではなく樹脂を主剤とするため、被着体となる建造物の外壁等のひび割れ、亀裂などの箇所に十分浸透するだけでなく、コンクリートや木材自体に浸透しやすいため、被着体との密着性に優れるとともに、被着体である建造物自体の強度向上、保護に寄与する。
【０００８】
さらに、建造物表面に建造物補強剤による被膜が形成されるため、紫外線、酸性雨などから、建造物を保護することができ耐候性が向上する。さらに、水分の進入も防止することができるため、白アリ等の害虫の進入、発生を阻止することができる。
【０００９】
特に、主剤にエポキシ樹脂を用い、硬化剤に繊維状物質としてガラス繊維とロックウールの混合物を含んでなるアミン系硬化剤を用いると、これらの成分の相互作用により、建造物を構成するコンクリートや木材に浸透して強固な固化物を得ることができる。
【００１０】
また、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂から選択される主剤と硬化剤を混合して固化する二液性建造物補強剤に用いられる硬化剤であって、繊維状物質を含んでなることを特徴とする二液性建造物補強剤用の硬化剤を提供する。
【００１１】
粘度の低い硬化剤に対して、繊維状物質を混合しているため、硬化剤に対する混合が容易で、歩留まりの良い硬化剤を得ることができる。主剤との粘度差が小さいため、作業現場での主剤との混合が容易である。特に、繊維状物質としてガラス繊維とロックウールの混合物を含んでなる硬化剤は、建造物補強剤として建造物に塗工、固化した後の建造物の強度強化に優れている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
本発明の二液性建造物補強剤は、液状合成樹脂からなる主剤と、その主剤に常温で反応して鎖状又は網目状高分子を生成する硬化剤とからなる建造物補強剤である。二液性としたのは、塗工前は、保存性、安定性に優れ、塗工の際には簡単に調製でき、かつ塗工後も別段の作業なしに常温で、即効的に硬化するという保存性、作業面での容易性が建造物の補強作業に対するコストパフォーマンス向上の観点から要求されるからである。これに対し、一液性の補強剤では、十分な硬化（強度）が得られなかったり、硬化のために加熱等の後処理が必要であったり、硬化までに時間がかかったり、保存性が悪かったりといった問題がある。
【００１４】
本発明で用いられる主剤は、液状合成樹脂であって、硬化剤と常温で反応するプレポリマーである。具体的には、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂を用いることができる。
【００１５】
エポキシ樹脂としては、例えば、ビスフェノールＡや、ビスフェノールＦ等のビスフェノール化合物、レゾルシン、ハイドロキノン等の多価フェノール、フェノールノボラック等のポリフェノール化合物と、エピクロルヒドリンとから誘導されるもの等が挙げられる。
【００１６】
フェノール樹脂は、主としてレゾール樹脂であり、例えば、フェノール、クレゾール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ等のフェノール類とホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、トリオキサン、フルフラール等のアルデヒド類とを塩基性触媒を用いて反応させて製造したものである。
【００１７】
ポリウレタン樹脂は、ポリイソシアネートとポリオールを反応させて得られる末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーである。イソシアネートとしては、例えばトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）などが挙げられ、ポリオールとしては、２価または３価アルコール類、ポリエーテルポリオール類等であり、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、グリセリン等が挙げられる。
【００１８】
ポリエステル樹脂は、無水フタル酸、無水マレイン酸で代表される不飽和ジカルボン酸誘導体とポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のジオールとの反応生成物である不飽和ポリエステルが挙げられる。
【００１９】
これらの樹脂の中でも、エポキシ樹脂が熱硬化性樹脂の中でも主剤と硬化剤の反応バランスのとれた点や、グリシロールを添加することによって容易に主剤の粘度調整ができる点で好ましい。この主剤の粘度は、１０００〜１５００ｃＰ、好ましくは１０００ｃＰ程度とする。
【００２０】
硬化剤は、主剤と反応して硬化物を得るものであり、主剤に応じて選択される。主剤にエポキシ樹脂を用いた場合の硬化剤は、アミン系物質であり、例えば、フェニレンジアミンやトリレンジアミン等の芳香族多価アミン、脂肪族多価アミン、ポリアミドアミン類等の変性アミン類が挙げられる。主剤にフェノール樹脂を用いた場合の硬化剤には、リン酸およびそのエステル等、Ｐ−トルエンスルホン酸等のスルホン酸類等の酸触媒、レゾルシン等が挙げられる。主剤にポリウレタン樹脂を用いた場合の硬化剤は、ポリ（オキシエチレン）ポリオール等のポリオールが挙げられる。主剤にポリエステル樹脂を用いた場合の硬化剤は、ベンゾイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド等のパーオキサイド類が挙げられる。
【００２１】
硬化剤に添加される繊維状物質は、ガラス繊維、ロックウール、ヤシ繊維、有機繊維（例えば、ポリエステル繊維）、アルミ繊維、カーボン繊維等である。これらの中でも、ガラス繊維とロックウールを用いることが好ましく、特にこの両者を共に用いると、硬化剤の粘度増大と、建造物の強度が著しく増大する点で好ましい。繊維状物質の中でも特に、ガラス繊維とロックウールの両者を共に混合した場合にガラス繊維単独又はロックウール単独を混合した場合に比べておよそ４０％の強度増大が認められ、また、適度な粘度になる点で最も好ましい。なお、ガラス繊維とロックウールの両者を共に用いた場合に、建造物の強度向上に最も効果がある理由は定かではないが、樹脂の中でも網目状に繊維がからみ合うことがその理由であると思われる。
【００２２】
硬化剤に添加する繊維状物質の長さは、３〜６ｍｍ程度である。この程度の長さのものは、硬化剤への添加による粘度増加が顕著であり、市場で入手し易く安価であるため好ましい。３ｍｍより短いと増粘効果が小さく、６ｍｍを越えると繊維状物質への硬化剤の浸透が十分でない。繊維状物質の太さは、５０〜１５０μｍである。この程度の太さのものは市場で入手し易く安価である点に加え、これよりも細いか太いものは、添加量に比べて強度増加の効果に乏しい。繊維状物質と硬化剤との混合は、例えばオムニミキサーにより３〜１０分、好ましくは５分程混合することにより行われる。
【００２３】
硬化剤の粘度は、５０〜１００ｃＰ、好ましくは５０ｃＰ程度にすることが可能であり、繊維状物質を加えない場合に比べて粘度が高くなるため、硬化剤の粘度が主剤の粘度に近づき、作業現場における主剤と硬化剤の混合が容易かつ確実に行うことができる。
【００２４】
主剤と硬化剤の混合比（重量）は、主剤と硬化剤との組合せにより変化するが、主剤にエポキシ系樹脂を用い、硬化剤にアミン系硬化剤を用いた場合は、主剤：硬化剤＝８５：１５〜６５：３５である。硬化剤の主剤に対する混合比は、これより多くても少なくても硬化が不十分となるため好ましくない。両者の混合は、手混ぜかハンドミキサーで作業現場にて簡単に行うことができる。主剤と硬化剤を混合した直後の混合物の粘度は、１０００〜２０００ｃＰ、好ましくは、１５００ｃＰ程度とすることができる。これは、１００００〜２００００である従来品が、夏場で１３０００ｃＰ、冬場で３００００ｃＰになるのと比べて塗工作業が容易であり、作業効率が向上する。
【００２５】
なお、主剤又は硬化剤には、必要に応じて着色顔料や体質顔料、表面調整剤、消泡剤、分散剤、可塑剤、溶剤、硬化触媒、染料、湿潤剤、レベリング剤等を適宜添加してもよい。着色顔料を加えたものは、建造物の補強だけでなく、外観の美化にも有益である。
【００２６】
建造物補強剤を路面に対して施工するような場合には、本発明の建造物補強剤の塗工後、この補強剤が固化するまでの間にガラス粒や、砂粒、アルミ粉、セラミック粉のような滑り止め材を施工面に散布することにより、施工面の質感を変化させると共に、滑り止めに役立てることができる。滑り止め材の粒径は、直径φ＝０．１〜１．０ｍｍが好ましく、滑り止め材の添加量は、樹脂量の２０〜３０％が好ましい。
【００２７】
本発明を適用しうる建造物は、コンクリート製、木製の建造物が主であるが、これらの材質に限られず、タイルや人工大理石などを用いたものに対しても優れた補強効果を発揮する。また、建造物には、ビル、戸建住宅などのような建物の外壁や基礎、柱等の建物自体に限られず、浴室、洗面所、トイレの土台周り等の建物に用いられる部材に対しても適用可能である。
【００２８】
【実施例】
【００２９】
実施例１：
硬化剤としてアミン系硬化剤「ＥＨ２３３Ｂ」（商品名：旭電化工業社製）４０重量部に対して、直径φ＝５００μｍ、長さ３ｍｍのガラス繊維「チョップドスランド」（商品名：日東紡社製）４重量部、及びロックウール「粒状綿」（商品名：新日鐵化学社製）１重量部を加え、オムニミキサーにて５分間攪拌した。これにより、２５℃において１００ｃＰである繊維状物質含有硬化剤を得た。
【００３０】
作業現場にて、この繊維状物質を含んだ硬化剤全重量部に対して、主剤としてエポキシ系樹脂「ＥＰ４５２０Ｓ」（商品名：旭電化工業社製）１００重量部を混入し、回転式攪拌機にて混合攪拌した。得られた建造物補強剤をコンクリート製の建物の外壁にゴムヘラにて塗工した後、約１時間放置して建造物補強剤を硬化させた。被着体である外壁はクラックが埋められるとともに、外壁自体へも建造物補強剤が浸透し、強固な外壁が得られた。
【００３１】
なお、この建造物補強剤を用いてＪＩＳ−Ａ１１０６に基づくコンクリート曲げ強度試験を行った。幅×長さ×高さ＝１５０ｍｍ×５３０ｍｍ×１５０ｍｍのＢ．Ｂセメント試料に厚さ１ｍｍとなるように上記建造物補強剤を塗布したところ、曲げ強度は３．５７Ｎ／ｍｍ^２となった。一方、対照として実施例１の建造物補強剤における組成に対しガラス繊維とロックウールを加えなかった組成とした建造物補強剤について同様に試験したところ、その曲げ強度は２．５５Ｎ／ｍｍ^２であった。この結果から本発明の建造物補強剤は、繊維状物質が含まれない建造物補強剤に対して４０％の強度強化が認められた。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の二液性建造物補強剤によれば、被着体となる建造物の基礎や外壁に対して、その表面に塗工するだけで、被着体と一体となって建造物の強度や耐久性を向上させることができる。さらに、二液性であるため保存性に優れ、主剤、硬化剤及びその混合物の粘度が適度であるため、作業現場における作業性に優れ、建造物の補強作業全体に対するコストパフォーマンスを向上させることが可能となる。
【００３３】
二液性建造物補強剤用の硬化剤によれば、歩留まりの良い硬化剤を得ることができる。また、主剤との粘度差が小さいため、作業現場での主剤との混合が容易である。特に、繊維状物質としてガラス繊維とロックウールの混合物を含んでなる硬化剤は、建造物補強剤として建造物に塗工、固化した後の建造物の強度強化に優れている。

Claims (7)

1. コンクリートや木材からなる建物外壁や建物基礎などの建造物表面に二液性建造物補強剤を塗工する建造物補強方法において、
   エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂から選択される主剤でなる第一液と、該第一液よりも低粘度の硬化剤にガラス繊維とロックウールを混合してなる第二液と、を混合して二液性建造物補強剤とし、
   該二液性建造物補強剤を建造物表面に塗工して、建造物のひび割れや亀裂に二液性建造物補強剤を浸透させるとともに、コンクリートや木材部分自体に二液性建造物補強剤を浸透させて、かつ、該表面に塗工被膜を形成して建造物を補強することを特徴とする建造物補強方法。
2. 主剤がエポキシ樹脂でなり、硬化剤がアミン系硬化剤である請求項１記載の建造物補強方法。
3. 塗工被膜の厚さが１ｍｍである請求項１または請求項２記載の建造物補強方法。
4. 前記第一液の粘度が１０００ｃｐ〜１５００ｃｐであり、前記硬化剤の粘度が５０ｃｐ〜１００ｃｐである請求項１〜請求項３のいずれかに記載の建造物補強方法。
5. 第一液と第二液との混合直後の粘度が１０００ｃＰ〜２０００ｃＰである請求項１〜請求項４のいずれかに記載の建造物補強方法。
6. コンクリートや木材からなる建物外壁や建物基礎などの建造物表面に塗工して補強する二液性建造物補強剤において、
   エポキシ樹脂を主剤とする第一液１００重量部と、第一液よりも低粘度のアミン系硬化剤４０重量部に対しガラス繊維４重量部とロックウール１重量部を含んでなる第二液と、を混合してなり、第一液と第二液との混合直後の粘度が１０００ｃＰ〜２０００ｃＰであって、建造物のひび割れや亀裂に浸透するとともに、コンクリートや木材部分自体に浸透し、かつ、前記表面に塗工被膜を形成して建造物を補強することを特徴とする二液性建造物補強剤。
7. ガラス繊維の直径が５００μｍ、長さが３ｍｍである請求項６記載の二液性建造物補強剤。