JP3820469B2

JP3820469B2 - コンクリート構造物の補強・補修方法および浸透型接着性組成物

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Publication number: JP3820469B2
Application number: JP2000315678A
Authority: JP
Inventors: 捷人青野; 実溝江; 孝一郎紫桃; 昭二野島; 幸彦大井川; ▲ひと▼記金藤; 辰弥鯨井; フェルヴィニア・エイチ・ヒポリト
Original assignee: Alpha Kogyo KK
Current assignee: Alpha Kogyo KK
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2020-10-16
Also published as: JP2002121901A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発見が困難な微細クラックから、幅が 0.5mm程度のひび割れ部を有するコンクリート構造物を補修ないし補強する方法、およびそのための浸透型の接着性組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート床板、コンクリート橋脚、コンクリート梁、コンクリート外壁、コンクリート架台、コンクリート堰堤、コンクリート砂防ダム、トンネル、ビルなどのコンクリート構造物のコンクリート表面は、建造後の経年変化によりひび割れ等が生じて劣化を免れない。そしてひび割れ等の劣化が、コンクリート強度を低下させたり剥落を生じさせたりすることになる。ひび割れ発生により、内部鉄筋を腐食させ、構造物破壊の危険が高まる。
【０００３】
ひび割れが発生したコンクリート構造物については、そのひび割れ部にグラウトを注入する注入工法により補修がなされる。これらのひび割れ注入工法において使用可能な注入材は、ひび割れ幅が 0.2〜 5.0mmのひび部分に対して、充分に注入がなされることが要求される。
【０００４】
ここでひび割れ注入材としては、エポキシ樹脂系、ポリエステル樹脂系、ポリウレタン樹脂系などの樹脂系のものが用いられており、またこれら樹脂系注入材のほかに、ポリマーセメントスラリー系や超微粒子無機系などの無機系の注入材も用いられている。
【０００５】
上記のうちエポキシ樹脂系注入材は、接着性、耐久性、耐水性、耐アルカリ性、寸法安定性などの性質がすぐれているため、最も多く使用されている。このエポキシ樹脂系注入材は、エポキシ樹脂主剤とその硬化剤とからなる２液型のものであり、主剤または硬化剤の少なくとも一方に充填材を配合することもある。
【０００６】
そしてひび割れ注入工法にあっては、壁面や天井面に発生したひび割れに合わせて、低圧注入器具にエポキシ樹脂系注入材を入れたものを多数準備し、ひび割れに合わせてセットし、ゴム、バネ、空気圧などにより注入が行われる。セットする注入材入り低圧注入器具の数は、対象面のひび割れ状況によって異なるが、それほど広くない面積に対しても数十本とか百本以上というようにかなりの本数になる。注入時間は、たとえば半日とか１日である。ある一定面積を修復するとき、通常は、足場組みに１日、セットに１日、取り外しおよび表面の仕上げ化粧に１日を要するので、作業には少なくとも３日を要することになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のひび割れ注入工法は、現在では広く採用されている方法であるが、上記のように作業に少なくとも３日を要し、セット工程に要する人員および費用、低圧注入器具の取り外し工程に要する人員および費用はかなり大きなものとなる。
【０００８】
加えて、上記のひび割れ注入工法は、ひび割れ幅が 0.2mm程度から 5.0mm程度までのひび部分に対して注入を行うものであり、ひび割れ幅が 0.2mm程度あるいはそれより狭い微細ひび割れについては、それが余りに多いので対処できない上、たとえ微細ひび割れに対して注入工法を適用しようとしても、その微細ひび割れの内部に注入材が入りこめないという限界がある。
【０００９】
結局、微細ひび割れについては、上記従来のひび割れ注入工法にあっては、これを無視して修復作業を行わざるをえないのである。
【００１０】
しかしながら、ひび割れ幅が 0.2mm程度かそれ未満の微細ひび割れにあっても、依然としてそこから水や空気が入り込み、鉄筋を腐食させる危険が高まることに変わりはない。しかるに、従来は、このような微細ひび割れに対処する有効な方法自体が見い出されていないのが現状である。
【００１１】
本発明は、このような背景下において、発見が困難な微細クラックから、幅が 0.5mm程度のひび割れを有するコンクリート構造物にあっても、単にその構造物の壁面や天井面に塗布するだけで、微細ひび割れ内部に接着性組成物を充填、硬化させることができ、それにより確実かつ容易に補強ないし補修を行うことのできるコンクリート構造物の補強・補修方法を提供すること、およびそのための浸透型の接着性組成物を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のコンクリート構造物の補強・補修方法は、エポキシ樹脂主剤を主成分とするＡ液と、硬化剤を主成分とするＢ液とからなる２液型のエポキシ樹脂組成物であり、このエポキシ樹脂組成物が充填剤を含まないクリア系の組成物であり、その粘度がＢ型粘度計による測定で１００〜２０００ｍＰａ・ｓ／２０゜Ｃの範囲内であり、２液混合後の組成物の５ｒｐｍにおける粘度と５０ｒｐｍにおける粘度との比率ηｓ／ηｓｏが、Ｂ型粘度計による測定で１．１〜２．０の範囲内であり、水平面における０．２ｍｍのひび割れに対する浸透深さが１５ｍｍ以上で、垂直面における０．２ｍｍのひび割れに対する浸透深さが２５ｍｍ以上である浸透型接着性組成物を、コンクリート構造物の表面に複数回塗布して微細なひび割れ部に浸透させて硬化させることを特徴とする。
【００１３】
本発明の浸透型接着性組成物は、エポキシ樹脂主剤を主成分とするＡ液と、硬化剤を主成分とするＢ液とからなる２液型のエポキシ樹脂組成物であり、このエポキシ樹脂組成物が充填剤を含まないクリア系の組成物であり、その粘度がＢ型粘度計による測定で１００〜２０００ｍＰａ・ｓ／２０゜Ｃの範囲内であり、２液混合後の組成物の５ｒｐｍにおける粘度と５０ｒｐｍにおける粘度との比率ηｓ／ηｓｏが、Ｂ型粘度計による測定で１．１〜２．０の範囲内であり、水平面における０．２ｍｍのひび割れに対する浸透深さが１５ｍｍ以上で、垂直面における０．２ｍｍのひび割れに対する浸透深さが２５ｍｍ以上であることを特徴とする。また上記のエポキシ樹脂主剤を主成分とするＡ液は、ビスフェノール型のエポキシ樹脂主剤と、反応性希釈剤と、チクソトロピック性付与剤と、表面張力低下剤との組成物からなることを特徴とする。また上記のエポキシ樹脂主剤を主成分とするＡ液は、少なくとも一部がビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であるビスフェノール型のエポキシ樹脂主剤と、モノまたはジグリシジルエーテル系の反応性希釈剤と、無機または有機系のチクソトロピック性付与剤と、表面張力低下剤との組成物からなることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明を詳細に説明する。
【００１５】
〈浸透型接着性組成物〉
本発明においては、浸透型接着性組成物として、エポキシ樹脂主剤(A) を主成分とするＡ液とその硬化剤(B) を主成分とするＢ液とからなり、次の要件を全て満足する２液型のエポキシ樹脂組成物(AB)を用いる。
【００１６】
まず要件（イ）として、そのエポキシ樹脂組成物(AB)は、実質的に充填剤を含まないクリア系の組成物であることが必要である。充填剤を含むものは、浸透性が悪くなるので、本発明の目的には適していない。ただし、浸透性に悪影響を与えない程度の名目的な量の充填剤を含有していても、本発明から外れることにはならない。
【００１７】
また要件（ロ）として、２液混合後の組成物の粘度が、Ｂ型粘度計による測定で、１００〜２０００ mPa・s/20℃の範囲内にあることが必要である。粘度が１００mPa/20℃未満では、微細ひび割れ部を充填することが難しくなり、また垂れが著しいので、壁面や天井面に対して塗布するときの作業性が悪くなる。一方、粘度が２０００mPa/20℃を越えるときには、微細ひび割れ部に対し浸透性が不足するようになり、補強・補修を図ることが難しくなる。
【００１８】
次に、要件（ハ）として、２液混合後の組成物の５rpm における粘度と５０rpm における粘度との比率η₅ ／η₅₀が、Ｂ型粘度計による測定で、 1.1〜 2.0の範囲内であることが必要である。この比率はチクソトロピック性の指標ということができる。この比率η₅ ／η₅₀が 1.1未満であるときは、ひび割れ幅が比較的広いときに、浸透した組成物の保持性が低下して、そのような微細ひび割れ部を充填しにくくなる。一方、この比率η₅ ／η₅₀が 2.0を越えるときは、微細ひび割れ部への浸透性が不足することになる。
【００１９】
さらに、要件（ニ）として、４０mm×４０mmの断面で長さ１６０mmのセメントモルタルブロックの中央部付近に曲げ荷重を加え２片に破断した後、その２片の破断面を 0.2mmの間隔をあけて突き合わせ対向させた状態で固定することにより試験片となし、その試験片をそれぞれ水平姿勢、垂直姿勢に維持し、温度２０℃の条件下において、水平姿勢の試験片にあってはその下面側から、垂直姿勢の試験片にあってはその片面側から、２液混合後の組成物をロールコーターを用いて２５０g/m²の厚みに塗布して浸透性試験を行ったとき、上記の突き合わせ対向させた 0.2mmの間隙に対する浸透深さが、水平姿勢の試験片については１５mm以上（好ましくは２０mm以上、殊に２５mm以上）であり、垂直姿勢の試験片については２５mm以上（好ましくは３０mm以上、殊に３５mm以上）であることが必要である。浸透深さが上記の下限を下回るときは、微細ひび割れ部を充分には充填することができず、所期の補強・補修効果が得られがたい。なおこの浸透深さは、上記の要件（ロ）、（ハ）によっても影響を受けるが、さらに組成物の表面張力と相関関係がある。浸透深さの上限については限定はないが、水平姿勢の試験片については３５mm程度が限界であることが多い（垂直姿勢の試験片については通常は試験片の厚みである４０mm全体に浸透するのが通常である）。
【００２０】
図１は、この浸透性試験の操作法を示した説明図である。まず▲１▼のブロックを準備し、これを▲２▼のように２片に破断し、ついで▲３▼のように２片の破断面の一辺に厚さ 0.2mmのスペーサーを設置し、 0.2mmの間隙をあけて突き合わせ対向させた状態でクランプにて固定し、▲４▼のように３面をテープにてシールする。次に、▲５▼-1のように試験片を水平姿勢にして未シールの底面（天井面）から組成物を塗布するか、▲５▼-2のように試験片を垂直姿勢にして未シールの側の片面（鉛直面）から組成物を塗布する。
【００２１】
上記要件を満足する２液型のエポキシ樹脂組成物(AB)のうち、エポキシ樹脂主剤(A) を主成分とするＡ液は、ビスフェノール型のエポキシ樹脂主剤と、反応性希釈剤と、チクソトロピック性付与剤と、表面張力低下剤との組成物からなることが好ましい。
【００２２】
そしてＡ液は、より具体的には、少なくとも一部がビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であるビスフェノール型のエポキシ樹脂主剤と、モノまたはジグリシジルエーテル系の反応性希釈剤と、無機または有機系のチクソトロピック性付与剤と、表面張力低下剤との組成物からなることが好ましい。
【００２３】
少なくとも一部がビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であるビスフェノール型のエポキシ樹脂主剤のうち、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、主剤成分である。この場合、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂は、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と併用することが好ましい。ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂の結晶化を防止すると共に、低温下における粘度を低く保つ準主剤成分であるということができる。
【００２４】
ここでエポキシ樹脂主剤(A) としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂のほか、ビスフェノールＡＤ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂（フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール・ノボラック型エポキシ樹脂）、グリシジルアミン系樹脂を用いることもできる。ただし、それらを単独で用いるよりも、先に述べたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂またはこれとビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と共に、併用した方が好ましい。そのほか、場合によっては、環状脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステル系樹脂、複素環式エポキシ樹脂、含ブロムエポキシ樹脂なども、先に述べたビスフェノールＡ型エポキシ樹脂またはこれとビスフェノールＦ型エポキシ樹脂と、併用の形で用いることができる。
【００２５】
反応性希釈剤は、先に述べたように、モノまたはジグリシジルエーテル系の反応性希釈剤であることが望ましい。モノまたはジグリシジルエーテルとしては、エチレングリコールモノまたはジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールモノまたはジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールモノまたはジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールモノまたはジグリシジルエーテル、炭素数が８以上、さらには１０以上の長鎖のアルキルグリコールのモノまたはジグリシジルエーテルなどがあげられる。
【００２６】
反応性希釈剤としては、そのほか、グリセリンポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、オレフィンオキサイド、オクチレンオキサイド、ブチルグリシジルエーテル、スチレンオキサイド、フェニルグリシジルエーテル、ｐ−ブチルフェノールグリシジルエーテル、クレジルグリシジルエーテル、３−（ペンタデシル）フェニルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、シクロヘキセンビニルモノオキサイド、ジペンテンモノオキサイド、α−ピネンオキサイド、tert−カルボン酸のグリシジルエステル等のモノエポキシ化合物をはじめとする低粘度のモノまたはポリエポキシ化合物などがあげられる。そのほか、フルフリルアルコールのような反応性の基を有するアルコール系の反応性希釈剤も使用可能である。
【００２７】
チクソトロピック性付与剤としては、無機系、有機化した無機系、または有機系のものが用いられる。このうち無機系のチクソトロピック性付与剤の例は、ケイ酸系（微粒子無水ケイ酸ないしヒュームドシリカ）、含水ケイ素マグネシウム系（セピオライト、クリソスタイル等）、ケイ酸アルミニウム系（モンモリロナイト系ベントナイト、ゼオライト等）などである。有機化した無機系のチクソトロピック性付与剤の例は、層間に有機分子を吸着させた有機ベントナイトである。有機系のチクソトロピック性付与剤の例は、ポリヒドロキシカルボン酸またはそのアミド、ポリアクリル酸ソーダ、ジベンザルソルビット、ある種の界面活性剤などである。
【００２８】
表面張力低下剤としては、たとえば、ポリヒドロキシカルボン酸アミド、シリコーン変性ポリアクリレート、ポリシロキサン、アクリル添加物などがあげられる。上述のチクソトロピック性付与剤の中にも表面張力低下作用を有するものがあるので、そのチクソトロピック性付与剤を表面張力低下剤として兼用することもできる。
【００２９】
２液型のエポキシ樹脂組成物(AB)のうち、エポキシ樹脂主剤(A) を主成分とするＡ液の各成分の配合割合は、エポキシ樹脂主剤および反応性希釈剤の合計量を１００重量％とするとき、たとえば、
・ビスフェノール型のエポキシ樹脂主剤の割合は６０〜９０重量％、好ましくは６５〜８５重量％（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂とを併用するときは、その重量比はたとえば５０：５０〜７５：２５）、
・反応性希釈剤の割合は４０〜１０重量％
とすることが多い。また、エポキシ樹脂主剤および反応性希釈剤の合計量を１００重量部とするとき、
・チクソトロピック性付与剤の割合は 0.1〜３重量％、
・表面張力低下剤の割合は 0.1〜３重量％
とすることが多い。
【００３０】
このような配合割合においてバランスのとれた性質が得られるからである。ただし、上記の（イ）、（ロ）、（ハ）および（ニ）の要件を満足することが必要である。
【００３１】
上記要件を満足する２液型のエポキシ樹脂組成物(AB)のうち、硬化剤(B) を主成分とするＢ液としては、
・脂肪族第一アミン（脂肪族ジアミン、脂肪族ポリアミン、芳香環含有脂肪族ポリアミン、脂環ポリアミン、環状ポリアミン等）、芳香族第一アミン、第三アミン硬化剤、含リンまたは含ハロゲンアミン硬化剤、変性ポリアミンアダクトなどのアミン系硬化剤、
・ポリアミノアミド系硬化剤、
・脂肪族酸無水物、脂環式酸無水物、芳香族酸無水物、ハロゲン系酸無水物などの酸または酸無水物系硬化剤
などの硬化剤が用いられる。
【００３２】
好ましい硬化剤(B) は、低粘度で長いポットライフを与える変性脂肪族ポリアミン系硬化剤、または湿潤面に対する接着性を与える変性脂環式アミン系硬化剤であり、特に好ましい硬化剤(B) は、これらを併用した組成物、あるいはその組成物にさらに低温硬化性を与える第３級アミン系硬化剤を少量併用した組成物からなるものである。このときの割合は、変性脂肪族ポリアミン系硬化剤、変性脂環式アミン系硬化剤、第３級アミン系硬化剤の合計量を１００重量％とするとき、変性ポリアミン系硬化剤が３５〜７０重量％、変性脂環式アミン系硬化剤が３０〜６５重量％、第３級アミン系硬化剤が０〜１０重量％とすることが好ましい。
【００３３】
硬化剤(B) を主成分とするＢ液にも、先に述べた反応性希釈剤、チクソトロピック性付与剤、表面張力低下剤などを配合しておくこともできる。
【００３４】
エポキシ樹脂主剤(A) を主成分とするＡ液およびその硬化剤(B) を主成分とするＢ液の少なくとも一方（殊に双方）には、カップリング剤を配合しておくことが好ましい。カップリング剤としては、チタネート系カップリング剤、シラン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤、クロム系カップリング剤、有機リン酸系カップリング剤などがあげられる。カップリング剤を使用するときは、その配合量は、エポキシ樹脂主剤(A) または硬化剤(B) に対し、たとえば 0.1〜５重量％とすることが多い。
【００３５】
また、Ａ液およびＢ液の少なくとも一方には、本発明の趣旨を損なわない範囲において、可塑剤、有機溶剤、軟化剤をはじめとする粘度低下ないし相溶性向上のための添加剤を含有させることができる。そのほかにも、エポキシ樹脂接着剤に用いられる種々の添加剤を含有させることもできる。
【００３６】
Ａ液とＢ液との割合は、使用するエポキシ樹脂主剤(A) および硬化剤(B) との関係で異なるが、エポキシ当量／活性水素当量の比に基く必要量に、実験的に定めた最適量を参考にして決めればよく、一般にはエポキシ樹脂主剤(A) １００重量部に対し１０〜１００重量部、殊に２０〜８０重量部とすることが多い。
【００３７】
〈コンクリート構造物の補強・補修方法〉
上述の浸透型接着性組成物を用いて、微細ひび割れ部を生じているコンクリート構造物(1) の補強・補修方法が実施される。コンクリート構造物(1) としては、コンクリート床板、コンクリート橋脚、コンクリート梁、コンクリート外壁、コンクリート架台、コンクリート堰堤、コンクリート砂防ダム、トンネル、ビルなどが例示できる。これらのコンクリート構造物の壁、天井等、外面に適用でき、加えて湿潤面に対しても有効であるところが、本発明の特長点でもある。
【００３８】
このときには、エポキシ樹脂主剤(A) を主成分とするＡ液と硬化剤(B) を主成分とするＢ液とを用いて、使用の直前に両者を混合するか、二頭ガン等を用いて使用と同時に両者を混合し、ついでロールコート方式やハケによりコンクリート構造物(1) に塗布する操作を１回ないし必要回数繰り返すだけでよい。これにより、コンクリート構造物(1) の微細ひび割れ部にエポキシ樹脂組成物(AB)が浸透して充填されるので、あとは放置しておくだけでよい。浸透したエポキシ樹脂組成物(AB)は半日とか１，２日、長くても数日で自然硬化し、コンクリート構造物(1) の強固な補強・補修が達成される。仕上げは必ずしも必要ではないが、美観の点からモルタル仕上げや樹脂塗装仕上げなどの仕上げ処理をすることもできる。
【００３９】
施工場所の気温が低いときには、接着性組成物を少量ずつ何回かに分けて塗布することにより、液だれを防止することができる。
【００４０】
塗布面に、ビニロン繊維糸製のネット、ビニロン繊維糸−炭素繊維糸製のネット、ガラス繊維糸製のネットなどを貼着することも好ましい。特にビニロン繊維糸が正三角形の格子を形成した３軸織物の格子点を固定したネットを貼着すると、コンクリート構造物(1) の剥落防止にとって特に有効である。
【００４１】
なお、本発明の方法によっては大きなひび割れ部については充填が不充分となるので、そのような大きなひび割れ部については、従来と同様の注入材の注入工法を実施し、ついで本発明の微細ひび割れ部の補強・補修方法を実施すればよい。
【００４２】
【実施例】
次に実施例をあげて本発明をさらに説明する。以下「部」とあるのは重量部である。
【００４３】
《粘度、チクソトロピック性、表面張力の影響》
〈粘度条件についての検討〉
次の処方で、エポキシ樹脂主剤(A) を主成分とするＡ液と硬化剤(B) を主成分とするＢ液とを調製した。
【００４４】
（配合原料の準備）
Ａ液用、Ｂ液用の成分として次のものを準備した。
−Ａ液用−
Ａ₁: 液状のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂とビスフェノールＦ型エポキシ樹脂との重量比で５０：２８の混合物
Ａ₂: アルキルグリシジルエーテル（反応性希釈剤）
Ａ₃: アルキルグリコールジグリシジルエーテル（反応性希釈剤）
−Ｂ液用−
Ｂ₁: 変性脂肪族ポリアミン
【００４５】
（配合処方、特性）
上記の原料を用いて表１の配合処方の接着性組成物を調製し、Ｂ型粘度計により２０℃における粘度(mPa・s/20℃) を測定した。
【００４６】
これとは別に、３００mm×３００mm×６０mmの大きさのコンクリート平版試験体に曲げ荷重を加えて微細な未貫通ひび割れを発生させ、そのコンクリート試験体をひび割れ部を下面にして水平にセットし、表１の接着性組成物をロールコーターを用いて下面に２５０g/m²の厚みに塗布してから、 0.1〜0.25mmの未貫通ひび割れ部への浸透深さを測定した。結果を表１に併せて示す。表１における塗布の容易さの評価は、好ましいものの順に◎、○、□、△の４段階で判定した。
【００４７】
【表１】

【００４８】
表１から、上記の処方の下においては、塗布の容易さおよび微細ひび割れ部への浸透性から見たときの最適の粘度範囲は３５０〜７００ mPa・s/20℃であり、この範囲より粘度が低くなるにつれて、あるいはこの範囲より粘度が高くなるにつれて、相対的にバランスが悪くなっていく傾向があることがわかる。
【００４９】
〈チクソトロピック性についての検討〉
（配合処方、特性）
上述の原料のほかにチクソトロピック性付与剤として
Ａ₄: セピオライト Mg₈Si₁₂O₃₀(OH)₄(OH₂)₄・8H₂Oを主たる成分とする無機系
チクソトロピック性付与剤の混合物
を用いて、表２の配合処方の接着性組成物を調製し、上述の条件にて、２液配合後の組成物のＢ型粘度計による５rpm における粘度(mPa・s/20℃) と５０rpm における粘度(mPa・s/20℃) との比率η₅ ／η₅₀を測定すると共に、塗布の容易さ、ダレの程度、 0.1〜0.25mmの未貫通ひび割れ部への浸透深さを評価または測定した。結果を表２に示す。表中、塗布の容易さ、ダレの有無の評価は、好ましいものの順に◎、○、□、△の４段階で判定した。
【００５０】
【表２】

【００５１】
表２と表１との対比から、上記の処方の下においては、塗布の容易さ、ダレの抑制、および微細ひび割れ部への浸透性から見たときの最適のチクソトロピック性付与剤の配合量は 0.2〜 1.5部（η₅ ／η₅₀で1.10〜2.00）であり、この範囲よりチクソトロピック性が小さくなるにつれて、あるいはこの範囲よりチクソトロピック性が大きくなるにつれて、相対的にバランスが悪くなっていく傾向があることがわかる。
【００５２】
〈表面張力についての検討〉
（配合処方、特性）
上述の原料のほかに表面張力低下剤として
Ａ₅: シリコーン変性ポリアクリレート
を用いて、表３の配合処方の接着性組成物を調製し、上述の条件にて、η₅ ／η₅₀を測定すると共に、塗布の容易さ、湿潤コンクリート面への濡れ性、 0.1〜0.25mmの未貫通ひび割れ部への浸透深さを評価または測定した。結果を表３に示す。表中、塗布の容易さ、湿潤コンクリート面への濡れ性の評価は、好ましいものの順に◎、○、□、△の４段階で判定した。
【００５３】
【表３】

【００５４】
表３と表１，２との対比から、上記の処方の下においては、塗布の容易さ、湿潤コンクリート面への濡れ性、および微細ひび割れ部への浸透性から、最適の表面張力低下剤の配合量は 0.2〜 1.5部であり、この範囲より表面張力低下剤の配合量が小さくなるにつれて、あるいはこの範囲より表面張力低下剤の配合量が大きくなるにつれて、相対的にバランスが悪くなっていく傾向があることがわかる。
【００５５】
《第１の実施例》
〈浸透型接着性組成物の調製〉
次の処方で、エポキシ樹脂主剤(A) を主成分とするＡ液と硬化剤(B) を主成分とするＢ液とを調製した。
【００５６】
（Ａ液処方）
・ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂５０部
・ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂２８部
・アルキルグリシジルエーテル（反応性希釈剤）９部
・アルキルグリコールジグリシジルエーテル（反応性希釈剤）１０部
・無機系チクソトロピック性付与剤（先に述べたもの）１部
・シリコーン変性ポリアクリレート（表面張力低下剤）１部
・カップリング剤１部
【００５７】
（Ｂ液処方）
・変性ポリアミドアミン４０部
・変性イソフォロンジアミン３０部
・変性ポリオキシプロピレンアミン２０部
・ジメチルアミノメチルフェノール１部
・メタキシリレンジアミン変性アミン９部
【００５８】
上記のエポキシ樹脂主剤(A) からなるＡ液と上記の硬化剤(B) からなるＢ液とを、重量比で１００：４０（体積比で２：１）の割合で使用直前に混合して組成物を調製し、以下の試験に供した。
【００５９】
（エポキシ樹脂組成物(AB)）
上記のエポキシ樹脂組成物(AB)は、
（イ）実質的に充填剤を含まないクリア系の組成物であること、
（ロ）２液混合後の組成物の粘度は、Ｂ型粘度計による測定で、１００〜２０００ mPa・s/20℃の範囲内であること、
（ハ）２液混合後の組成物の５rpm における粘度と５０rpm における粘度との比率η₅ ／η₅₀は、Ｂ型回転粘度計による測定で、 1.1〜 2.0の範囲内にあること、
（ニ）図１に示した浸透性試験における水平姿勢における底面（天井面）からの組成物の浸透深さは１５mm以上であり、垂直姿勢における片面（鉛直面）からの組成物の浸透深さは２５mm以上であること
の条件を全て満たしている。
【００６０】
（組成物の粘度）
混合後の時間と粘度との関係を表４に示す。
【００６１】
【表４】

【００６２】
気温と可使時間との関係を下記に示す。３００ｇ混合後の液にべたつきを生じる前の状態を可使時間とした。
可使時間
5℃： 120分、10℃： 115分、15℃：75分、20℃：60分、25℃：30分
【００６３】
この組成物をコンクリート試験体に２５０g/m²塗布し、各気温ごとの指触乾燥時間と初期硬化時間を測定した。
指触乾燥時間
5℃：20hr、10℃：15hr、15℃：10hr、20℃： 8hr、25℃： 7hr
初期硬化時間
5℃：28hr、10℃：20hr、15℃：16hr、20℃：12hr、25℃：10hr
【００６４】
上記組成物で圧縮、曲げ、引張、引張剪断強度の試験体を作製し、各材令ごとに試験体の強度を測定し、平均値を求めた。結果を表５に示す。
【００６５】
【表５】

【００６６】
〈浸透試験および破壊試験／第１〉
上記のＡ液とＢ液とを混合した接着性組成物を用いて、以下の浸透試験および破壊試験を行った。
【００６７】
（浸透試験１）
▲１▼ ３００mm×３００mm×６０mmの大きさのコンクリート試験体をハンマーで打ち、図２（イ）のような 0.1〜 0.5mmの貫通ひび割れを発生させた。
▲２▼ ついで、このコンクリート試験体を図２（ロ）のようにセットし、その下面に、上記のＡ液とＢ液とを１００：４０の重量比で混合した接着性組成物を、ロールコーターを用いて、２５０g/m²の厚みに塗布した。
▲３▼ これを２０℃に７日間放置して硬化養生した。
▲４▼ コンクリート試験体のひび割れ接着部分から、ダイアモンドカッターにて外径４５mmのコアを採取した。
▲５▼ コア切断面より、ひび割れへの接着性組成物の浸透状況を観察した。
【００６８】
（浸透試験２）
▲１▼ ３００mm×３００mm×６０mmの大きさのコンクリート試験体に曲げ荷重を加え、図３（イ）のような 0.1〜 0.5mmの貫通ひび割れを発生させた。
▲２▼ ついで、このコンクリート試験体を図３（ロ）のようにセットし、Ｂ液をその下面に、上記のＡ液とＢ液とを１００：３０の重量比で混合して接着力を低減させた接着性組成物（Ｂ液を２５％低減）を、ロールコーターを用いて、２５０g/m²の厚みに塗布した。
▲３▼ これを２０℃に１日間放置して硬化養生した。
▲４▼ コンクリート試験体に曲げ荷重を加え、供試体を破壊した。
▲５▼ 破断面より、ひび割れへの接着性組成物の浸透状況を観察した。
【００６９】
（浸透試験３）
▲１▼ ３００mm×３００mm×６０mmの大きさのコンクリート試験体に、図４（イ）のような曲げ荷重を加え、図４（ロ）のような 0.1〜 0.5mmの未貫通ひび割れを発生させた。
▲２▼ ついで、このコンクリート試験体を図４（ハ）のように水平（天井面を想定）および鉛直（壁面を想定）にセットし、上記のＡ液とＢ液とを１００：４０の重量比で混合した接着性組成物にさらに紫外線発光剤を混合したものを、ロールコーターを用いて、各々２５０g/m²の厚みに塗布した。
▲３▼ 硬化養生後の供試体に曲げ荷重を加えて破壊した。
▲４▼ 浸透接着部（コンクリート試験体のひび割れ接着部分）から、ダイアモンドカッターにて外径４５mmのコアを各２個採取した。
▲５▼ コア切断面に紫外線ランプを照射し、微小クラックを含むひび割れへの接着性組成物の浸透状況を観察した。
【００７０】
（浸透試験４）
▲１▼ ３００mm×３００mm×６０mmの大きさのコンクリート試験体に、図４（イ）のような曲げ荷重を加え、図４（ロ）のような 0.1〜 0.5mmの未貫通ひび割れを発生させた。
▲２▼ ついで、このコンクリート試験体を図４（ハ）のように水平（天井面を想定）および鉛直（壁面を想定）にセットし、上記のＡ液とＢ液とを１００：４０の重量比で混合した接着性組成物を、ロールコーターを用いて、各々２５０g/m²の厚みに塗布した。
▲３▼ これを２０℃に８時間放置して硬化養生した。
▲４▼ 供試体に曲げ荷重を加え、破壊した。
▲５▼ 破断面より、ひび割れへの接着性組成物の浸透状況を観察した。
【００７１】
（破壊試験１）
▲１▼ ３００mm×３００mm×６０mmの大きさのコンクリート試験体に曲げ荷重を加え、図５（イ）のような 0.1〜 0.5mmの未貫通ひび割れを発生させた。
▲２▼ ついで、このコンクリート試験体を図５（ロ）のように水平（天井面を想定）および鉛直（壁面を想定）にセットし、上記のＡ液とＢ液とを１００：４０の重量比で混合した接着性組成物を、ロールコーターを用いて、各々２５０g/m²の厚みに塗布した。
▲３▼ これを２０℃に７日間放置して硬化養生した。
▲４▼ コンクリート試験体に図５（ハ）のような荷重を加え、破壊荷重の測定と破壊状況を観察した。
【００７２】
（浸透試験の試験結果）
上記の浸透試験１〜４の結果を下記および図６〜９に示す。
【００７３】
(1) 浸透試験１
接着性組成物は、図６のように、ひび割れに対し、塗布面より約２０〜３０mmまで浸透した。（図６参照）
【００７４】
(2) 浸透試験２
接着性組成物は、図７のように、塗布面より約２０mmまでは全体に浸透し、部分的には上端まで浸透した。浸透率は全断面の約６０％であった。（図７参照）
【００７５】
(3) 浸透試験３
・天井面塗布供試体
接着性組成物は、図８のように、天井面塗布においては塗布面より２０〜２５mmまで浸透した。また充填部の先端部分では0.04〜0.08mmの微小クラックにも浸透することが確認できた。（図８（イ）、（ロ）参照）
・鉛直面塗布供試体
接着性組成物は、図８のように、鉛直面塗布においては塗布面から反塗布面まで、微小クラックを含むひび割れ部のほぼ全体に浸透することが確認できた。（図８（ハ）参照）
【００７６】
(4) 浸透試験４
・天井面塗布供試体
接着性組成物は、図９のように、天井面塗布においては塗布面より２０〜２５mmまで浸透することが確認できた。（図９（イ）参照）
・鉛直面塗布供試体
接着性組成物は、図９のように、鉛直面塗布においては塗布面から反塗布面までのひび割れ部のほぼ全体に浸透することが確認できた。（図９（ロ）参照）
【００７７】
（破壊試験の試験結果）
上記の破壊試験１の結果を下記の表６に示す。いずれの供試体にあっても、その破壊は別の位置による破壊であった。
【００７８】
【表６】

【００７９】
（解析）
上記の試験結果から次のことがわかる。
１．本発明の接着性組成物は、天井面塗布においては、塗布面より２０mmまではひび割れの全体に浸透し、先端部分では0.01mmの微小クラックまで浸透充填される。
２．鉛直面塗布においては、塗布面から反塗布面までほぼ全体に浸透し、 0.1mm以下の微小クラックまで浸透充填される。
３．浸透接着後の曲げ破壊試験においては、天井面塗布供試体および鉛直面塗布供試体とも、約９０％の値が得られる。また破壊部位はいずれも、浸透接着部ではなく、新たなひび割れによる破壊である。
【００８０】
〈浸透試験および破壊試験／第２〉
（コンクリート斫り面／浸透および破壊試験）
３００mm×３００mm×６０mmの大きさのコンクリート試験体８枚をチッピングハンマーにて目粗した後、曲げ荷重を加えて 0.1〜 0.5mmのひび割れを設け、図１０（イ）〜（ニ）のように設置してから、上述の接着性組成物（紫外線発光剤を混合したもの）を塗布した。施工温度は１１℃、材料粘度は８００ mPa・s 、塗布量は２５０g/m²（３回塗り）とした。
【００８１】
これを２０℃で７日間硬化養生の上、ダイアモンドコアカッターで試料を採取後、紫外線ランプを用いて浸透状況を観察した。残りの４枚に曲げ荷重を加え、破壊強度の測定と破壊状況を観察した。
【００８２】
浸透性の観察結果を図１１（イ）〜（ニ）に示す。破壊試験の結果は次の表７の如くであった。
【００８３】
【表７】

【００８４】
〈性能試験／第３〉
（低温下における塗布試験）
３００mm×３００mm×６０mmの大きさのコンクリート試験体の表面を平滑および目粗し、曲げ荷重を加えて 0.1〜 0.5mmのひび割れを設け、５℃の恒温室内に傾斜４５°に設置後、上述の接着性組成物（紫外線発光剤を混合したもの）の塗布を、塗布方法（塗布回数、塗布量）、液温調整、粘度調整した塗布試験を行い、液だれの有無と浸透状況を観察した。
【００８５】
（１）平滑面塗布試験

【００８６】
(1-1) 液温５℃で４０ｇを２回に分けて塗布
刷毛に接着性組成物を毛先が埋没する程度（１００ｇ）含ませ、３０ｇ（３３３g/m²）をコンクリート試験体に塗布し、５分後に１０ｇ（１１１g/m²）を塗布した。その結果、塗布量４０ｇに対し液だれが１２ｇ生じた。浸透深さは約１０mmであった。
【００８７】
(1-2) 液温５℃で22.5ｇを５回に分けて塗布
刷毛に接着性組成物を毛先が埋没しない程度（８０ｇ）含ませ、４回に分けて１８ｇ（２００g/m²）をコンクリート試験体に塗布し、５分後に 4.5ｇ（５０g/m²）を塗布した。その結果、液だれはなく、浸透深さは約２０〜３０mmであった。
【００８８】
(1-3) 液温１０℃で22.5ｇを４回に分けて塗布
刷毛に接着性組成物を毛先が埋没しない程度（８０ｇ）含ませ、３回に分けて２０ｇ（２２２g/m²）をコンクリート試験体に塗布し、５分後に 2.5ｇ（８３g/m²）を塗布した。その結果、液だれはなく、浸透深さは約２５〜４０mmであった。
【００８９】
(1-4) 液温２０℃で22.5ｇを４回に分けて塗布
刷毛に接着性組成物を毛先が埋没しない程度（８０ｇ）含ませ、３回に分けて２０ｇ（２２２g/m²）をコンクリート試験体に塗布し、５分後に 2.5ｇ（８３g/m²）を塗布した。その結果、液だれはなく、浸透深さは約２５〜４０mmであった。
【００９０】
（２）斫り面塗布試験

【００９１】
(2-1) 液温５℃で３６ｇを３回に分けて塗布
刷毛に接着性組成物を１１０ｇ含ませ、２回に分けて２０ｇ（２２２g/m²）をコンクリート試験体に塗布し、５分後に１０ｇ（１１１g/m²）を塗布した。その結果、塗布量３６ｇに対し液だれが１４ｇ生じた。浸透深さは約２０mmであった。
【００９２】
(2-2) 液温５℃で２５ｇを７回に分けて塗布
刷毛に接着性組成物を２０〜４０ｇ含ませ、５回に分けて２０ｇ（２２２g/m²）をコンクリート試験体に塗布し、５分後に２回に分けて５ｇ（５５g/m²）を塗布した後、３分後に 7.5ｇを刷毛に含ませることにより除去した。その結果、液だれはなく、浸透深さは約２０〜３０mmであった。
【００９３】
(2-3) 液温１０℃で22.5ｇを８回に分けて塗布
刷毛に接着性組成物を３０〜６０ｇ含ませ、６回に分けて１８ｇ（２００g/m²）をコンクリート試験体に塗布し、５分後に２回に分けて 4.5ｇ（５０g/m²）を塗布した後、３分後に５ｇを刷毛に含ませることにより除去した。その結果、液だれはなく、浸透深さは約２０〜４０mmであった。
【００９４】
(2-4) 液温２０℃で22.5ｇを６回に分けて塗布
刷毛に接着性組成物を３０〜６０ｇ含ませ、６回に分けて１８ｇ（２００g/m²）をコンクリート試験体に塗布し、５分後に 4.5ｇ（５０g/m²）を塗布した後、３分後に７ｇを刷毛に含ませることにより除去した。その結果、液だれはなく、浸透深さは約２５〜４０mmであった。
【００９５】
（解析）
本発明の接着性組成物は、５℃の低温下においては、傾斜面などに塗布するときに過剰に塗布すると余剰液が垂れ落ちることがある。このような垂れ落ちは、(a) １回の塗布量を少なくし、塗布回数を７〜８回にして、２００g/m²を目安に塗布する方法、(b) 接着性組成物を２０℃前後に加温して塗布回数を７〜８回にして、２００g/m²を目安に塗布する方法、(c) 低粘度品を用いる方法、などにより対処することができる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明において用いる接着性組成物(2) は、エポキシ樹脂主剤(A) を主成分とするＡ液とその硬化剤(B) を主成分とするＢ液とからなる２液型のエポキシ樹脂組成物(AB)である。そのエポキシ樹脂組成物(AB)は、
（イ）実質的に充填剤を含まないクリア系の組成物であり、
（ロ）２液混合後の組成物の粘度は１００〜２０００ mPa・s/20℃の範囲内にあり、
（ハ）２液混合後の組成物のチクソトロピック性を示す指標η₅ ／η₅₀は 1.1〜 2.0の範囲内にあり、
（ニ）図１に示した浸透性試験における水平姿勢における底面（天井面）からの組成物の浸透深さは１５mm以上であり、垂直姿勢における片面（鉛直面）からの組成物の浸透深さは２５mm以上である。
【００９７】
このような工夫を講じてあるため、本発明の組成物を用いてコンクリート面に塗布すると、壁面、天井面、傾斜面であっても、微細なひび割れに組成物が浸透してひび割れを充填すると共に、硬化する。このときの接着力は極めて強力であるので、破壊試験を行っても、破壊部位は浸透接着部ではなく、新たなひび割れによる破壊となる。従って、コンクリート構造物(1) の微細ひび割れ面に対する所期の補強・補修目的が確実に達成できる。
【００９８】
しかも、本発明の組成物を用いれば、単に塗布するだけでよいので、上向き姿勢で接着作業を行ってもそれほど苦にならず、施工性が良好であるという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項で規定する浸透性試験の操作法を示した説明図である。
【図２】浸透試験１の説明図である。
【図３】浸透試験２の説明図である。
【図４】浸透試験３の説明図である。
【図５】浸透試験４の説明図である。
【図６】破壊試験１の説明図である。
【図７】浸透試験２の結果を示した概略図である。
【図８】浸透試験３の結果を示した概略図である。
【図９】浸透試験４の結果を示した概略図である。
【図１０】コンクリート斫り面の浸透試験における組成物の塗布態様を示した説明図である。
【図１１】浸透性の観察結果を示した概略図である。

Claims

エポキシ樹脂主剤を主成分とするＡ液と、硬化剤を主成分とするＢ液とからなる２液型のエポキシ樹脂組成物であり、このエポキシ樹脂組成物が充填剤を含まないクリア系の組成物であり、その粘度がＢ型粘度計による測定で１００〜２０００ｍＰａ・ｓ／２０゜Ｃの範囲内であり、２液混合後の組成物の５ｒｐｍにおける粘度と５０ｒｐｍにおける粘度との比率ηｓ／ηｓｏが、Ｂ型粘度計による測定で１．１〜２．０の範囲内であり、水平面における０．２ｍｍのひび割れに対する浸透深さが１５ｍｍ以上で、垂直面における０．２ｍｍのひび割れに対する浸透深さが２５ｍｍ以上である浸透型接着性組成物を、コンクリート構造物の表面に複数回塗布して微細なひび割れ部に浸透させて硬化させることを特徴とするコンクリート構造物の補強・補修方法。
エポキシ樹脂主剤を主成分とするＡ液と、硬化剤を主成分とするＢ液とからなる２液型のエポキシ樹脂組成物であり、このエポキシ樹脂組成物が充填剤を含まないクリア系の組成物であり、その粘度がＢ型粘度計による測定で１００〜２０００ｍＰａ・ｓ／２０゜Ｃの範囲内であり、２液混合後の組成物の５ｒｐｍにおける粘度と５０ｒｐｍにおける粘度との比率ηｓ／ηｓｏが、Ｂ型粘度計による測定で１．１〜２．０の範囲内であり、水平面における０．２ｍｍのひび割れに対する浸透深さが１５ｍｍ以上で、垂直面における０．２ｍｍのひび割れに対する浸透深さが２５ｍｍ以上であることを特徴とする浸透型接着性組成物。
エポキシ樹脂主剤を主成分とするＡ液は、ビスフェノール型のエポキシ樹脂主剤と、反応性希釈剤と、チクソトロピック性付与剤と、表面張力低下剤との組成物からなることを特徴とする請求項２に記載の浸透型接着性組成物。
エポキシ樹脂主剤を主成分とするＡ液は、少なくとも一部がビスフェノールＡ型エポキシ樹脂であるビスフェノール型のエポキシ樹脂主剤と、モノまたはジグリシジルエーテル系の反応性希釈剤と、無機または有機系のチクソトロピック性付与剤と、表面張力低下剤との組成物からなることを特徴とする請求項２に記載の浸透型接着性組成物。