JP4079826B2

JP4079826B2 - Protection method for reinforced concrete structures

Info

Publication number: JP4079826B2
Application number: JP2003127239A
Authority: JP
Inventors: 正慶鈴木; 藤和大久保; 文敏秋元; 秀典小嶋; 英男田辺
Original assignee: Nippon Kasei Chemical Co Ltd; Taiheiyo Materials Corp
Current assignee: Nippon Kasei Chemical Co Ltd; Taiheiyo Materials Corp
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2023-05-02
Also published as: JP2004332297A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート構造体の防護方法に関し、特に、コンクリートの中性化を抑制し、構造体の物理的強度を補う鉄筋コンクリート構造体の防護方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄筋コンクリートは、本来、不燃構造材として優れた強度と耐久性を有するので、建築物として広く利用されている。しかし、コンクリート層は、僅かではあるが、経時的に収縮や外力等により亀裂を発生し、そこに空気や湿気が浸入して、特に、屋外壁にあっては、雨水が浸入してアルカリ性のコンクリート層が容易に中性化される。コンクリート層の中性化は、ひび割れのない部分でも、経年数の平方根に比例して内部に進行するといわれているが、コンクリートの中性化により、鉄筋は酸化され、腐食して、構造体の強度を著しく低下させる。従って、このようなひび割れの不利益を軽減することは鉄筋コンクリートの極めて重要な課題であり、かかる課題を克服するためにコンクリート表面を外気や雨水から遮断する安定な遮蔽保護層を形成させる方法が広く研究され、提案されている。
【０００３】
そのような保護層に関する先行技術として、次の文献が挙げられる。
【特許文献１】
特公平５−７１５５０号公報（特に、特許請求の範囲）
【０００４】
この特許文献１の技術は、鉄筋コンクリートのセメント素地面に、コンクリートの中性化を抑制し、難燃性を有する塗材の積層薄層を形成させる施工方法に関し、特に、素地面のひび割れに対し、同様のひび割れを生ずることのない多量のアクリル系樹脂を含有する柔軟性の下塗材薄層と、難燃性を与える上塗材薄層との組合せに成る被覆遮蔽方法を開示している。しかし、それぞれの塗材は、ローラ塗布に好適な粘性に調整されて、多孔質ハンドローラによりコンクリート素地面に順次塗布されるので、形成される積層体は、上下各層とも１〜２mm程度の薄いシート状被覆層である。この被覆層は、コンクリート素地面のひび割れにも、その柔軟性によってひび割れることなく、鉄筋コンクリート構造体表面を安定に被覆遮蔽するが、薄層のため長期にわたる保護効果を期待することはできないし、構造体の補強には実質的に寄与しない。また、多孔質ハンドローラでの塗布施工は作業性に劣るので、特に、大型工事などには適切でなく、工業的に著しく不利である。
【０００５】
近年、特に、鉄筋コンクリート造住宅の耐久性の向上が社会的に重要視されるようになり、コンクリートの中性化を長期にわたって抑制し得る安定な住宅の提供が大きな技術的課題となってきた。その中性化を抑制し、鉄筋コンクリート造住宅の耐用年数の延長に関して、特に、75〜90年もの長期にわたって安定性が確保される三世代の住居を目安とするコンクリートの劣化防止対策の基準が「住宅の品質確保の促進に関する法律」に纏められた。この法律によれば、鉄筋コンクリート造住宅に関する「等級３」の欄において、セメントの種類やコンクリートの水・セメント比が50％以下であること等の基準が示され、また、鉄筋表面からコンクリート外表面までの距離、すなわち、かぶり厚さの増大が規定された。
【０００６】
上記「等級３」の基準によれば、特に、屋外の耐力壁，柱や梁等の品質確保目標として、現在採用されている最小かぶり厚さの４cmが、５cmに変更された。しかし、屋外に面する外壁部位に、タイル張り，モルタル塗り又は外断熱工法による仕上げ等の処理が施される場合には、最小かぶり厚さを１cm減ずることができる、すなわち、４cmでよいという注釈が付記されている。この付記条件は、鉄筋コンクリート造住宅建設において、上記仕上げ処理をコンクリートの中性化抑制と構造体の補強層の形成に充当利用し得る望ましいものである。しかし、タイル張りや外断熱工法は、施工に手間がかかり大幅なコストアップとなるので採用し難く、他方、モルタル塗りは、作業性及びコスト低減の面から望ましい仕上げ処理法であるが、１cm程度の比較的厚いモルタル層によって、屋外壁にタイル張りや外断熱工法に匹敵する中性化抑制効果を与えると共に、鉄筋コンクリートの屋外壁の構造を補強する構造体防護のためのモルタル塗り工法は、まだ知られていない。
【０００７】
本発明者らは、上記「等級３」の基準に鑑み、前記特公平5‐71550号に開示されたセメント系素地面への積層施工技術に着目すると共に、その長所を活かし、短所を改善して、１cm、あるいはそれ以上の比較的厚いモルタル層による鉄筋コンクリート構造体の長期安定な中性化抑制性と構造補強を同時に達成し得る防護方法を開発すべく検討を行なった。検討においては、更に、鉄筋コンクリート構造体の補強を重視して、コンクリートの表面に適用するモルタル下塗層を、前記特許文献の下塗層より厚くし、その上に適用される上塗層を補強性と保護安定性を考慮して、更に厚い層を形成させる組合せ積層防護層を開発すべく試作研究を重ねた。また、この開発研究においては、現在、社会的に問題となっている補強用被覆保護層の剥離落下の危険を解消する接着強度の改善も重視した。
【０００８】
三世代用鉄筋コンクリート住宅に着目すれば、例えば、建築90年後には、コンクリートは、0.5mm程度のひび割れを生ずる場合があるが、その比較的大きなひび割れにも、同様のひび割れを生ずることのない中性化防止被覆層の形成が極め重要であり、そのためには、特に、コンクリート表面に被覆形成されるモルタル積層は、少なくとも、0.8 mm、好ましくは、1.0 mm 以上のゼロスパンテンション伸度を有することが重要である。柔軟性の第一のモルタル下塗層の上に積層形成される第二のモルタル組成物の上塗層は、特に、経時収縮率が小さく高い物理的強度有し、第一層の変質，劣化を抑制する安定化保護層として機能することが望ましく、また、積層形成された厚い被覆層は、社会的に問題となっている構造体から剥離落下する危険のない高い接着性が要求される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、コンクリートの経時的ひび割れの発生にも、その亀裂を吸収して同様に亀裂を生ずることのない鉄筋コンクリート壁補強被覆保護層を提供することにある。また、その保護層が、コンクリート構造体壁面から容易に剥離落下することのない接着強度の優れた厚手のモルタル積層補強層を提供することにある。本発明の更に他の課題は、鉄筋コンクリートの屋外壁へのモルタル施工性に優れ、意匠性を高めるのに好適な鉄筋コンクリート保護層の形成方法を提供することにある。更に、他の本発明の課題は、三世代にわたって使用することができる長期安定な鉄筋コンクリート住宅を提供するにある。その他の課題ないし技術的特徴は、以下の記載から、一層、理解が深まるであろう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を克服する本発明の方法は、特に、前記特許請求の範囲の請求項１に記載の組合せ要件を要旨とするものである。その要旨は、鉄筋コンクリート構造体の表面に、特定の第一のモルタル組成物の相対的に薄い柔軟な下塗層を形成させ、その上に、それとは異なる特定の第二のモルタル組成物の相対的に厚く硬い構造補強用上塗層を積層形成させる組合せ被覆層による鉄筋コンクリート構造体の防護方法を提供する。
【００１１】
本発明の方法で鉄筋コンクリート構造体のコンクリート表面に形成させる下塗層用の第一のモルタル組成物は、セメント、該セメント100重量部当たり、40〜300重量部の骨材及び20〜70重量部の０〜−45℃の範囲内のガラス転移点を有する合成樹脂を含有して成る混合物に、水を加えてにJASS15M-103に規定されるフロー値が10〜30cmの範囲内に調整され、鉄筋コンクリート構造体のコンクリート表面に適用される。この組成物は、層厚が２〜５mm程度，好ましくは、３〜４mmの第一モルタル層（下塗層）に形成される。
【００１２】
また、本発明の方法において上記下塗層の上に適用される第二のモルタル組成物は、セメント、該セメント100 重量部当たり、70〜250 重量部の骨材及び５〜30重量部の10〜−15℃の範囲内のガラス転移点を有する合成樹脂を含有して成る混合物に水を加え、JIS R 5201に規定されるフロー値が150 〜250（mm）の範囲内に調整される。このフロー値は、吹付器によって吹き付けるのに好適な軟度であって、こて塗りすることはできるが、実質的にローラ塗布することができないものである。この第二モルタル組成物は、下塗第一層の上に吹き付けられて、５〜９mm、好ましくは、６〜８mmの厚さの上塗層に積層される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の方法において、第一のモルタル組成物及び第二のモルタル組成物に用いられるセメントは、特に制限されないが、ポルトランドセメント，フライアッシュセメント，高炉セメント及びアルミナセメントが好ましく用いられる。これらは単独種でもよいし、二種以上を組合わせて混合使用することができる。実用的には、ポルトランドセメントが好適に用いられる。
【００１４】
本発明の方法において、第一のモルタル組成物に使用される骨材は、0.6mm以下の粒径に調整された細粒粉粒物であって、そのような骨材としては、例えば、硅砂，炭酸カルシウム，スラグ砕砂，パーライト及びエチレン・酢酸ビニル共重合体チップ等を挙げることができる。これらの骨材は、一種でもよいが、二種以上を組合せ使用することができる。その使用量は、第一のモルタル組成物においては、セメント100 重量部に対し40〜300 重量部の範囲である。40重量部未満では、２〜５mmのモルタルの塗り厚さを確保し難い。また、300重量部を超えると層の強度及び柔軟性が低下するのみならず、硬化速度が遅くなり、作業効率が低下するので実用上不利である。その好ましい使用量範囲は、骨材の種類及び比重によって異なるが、通常、120〜250重量部であり、特に、150〜220重量部の範囲が望ましい。
【００１５】
上塗用の第二のモルタル組成物に使用される骨材は、セメント100重量部当たり、70〜250重量部の範囲量である。70重量部未満では、乾燥収縮率が大きくなり、厚塗りを確保することが難しいので好ましくない。また、250重量部を超えると水／セメント比が増加するため、中性化抑制能が低下すると共に、層の強度も低下するので不適切である。その好ましい使用量範囲は、骨材の種類及び比重によって異なるが、80〜230重量部程度であり、特に、100 〜200 重量部の範囲が望ましい。
【００１６】
本発明の第一及び第二のモルタル組成物においては、上記骨材の一部を、粒子の更に細かい無機質系粉末状の混和材で置換え使用することができる。そのような混和材としては、例えば、フライアッシュ，炭酸カルシウム，高炉水碎スラグ及びタルク等を挙げることができる。それらは、第一モルタル組成物においては、骨材の80重量％以下、また、第二モルタル組成物では、50重量％以下の量が置換使用される。それらの割合を超えて使用すると、各塗剤層の層厚を確保することが困難となるので好ましくない。望ましい置換量の上限は、第一モルタル組成物では、60重量％、また、第二モルタル組成物では、30重量％である。
【００１７】
次に、第一のモルタル組成物に使用される合成樹脂は、０〜−45℃の範囲内のガラス移転点（Ｔg）を有する合成樹脂類であって、好適に使用される樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂，エチレン・酢酸ビニル系樹脂，酢酸ビニル・バーサチック酸エステル系樹脂及びスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）系樹脂類等が包含される。Ｔg が、０℃より高いと、コンクリート面に形成された下塗モルタル層の低温時における伸び，柔軟性が不足し、また、−45℃より低いと、モルタル層の軟化温度が低くなり、被覆層の硬度が不足して接着性も低下するので好ましくない。形成される被覆層の柔軟性を重視するときは、−10〜−40℃の範囲内のＴｇを有するものが好ましく使用される。
【００１８】
第一のモルタル組成物に加えられる合成樹脂の使用量は、セメント100重量部当たり20〜70重量部である。20重量部未満では、下塗モルタル層の柔軟伸び性能が不足するので不適切であり、また、70重量部を超えると層の物理的強度が低下し、経時的接着耐久性も低下させるので好ましくない。好適使用量範囲は、30〜60重量部であるが、伸び性能を重視するときは、40重量部以上が好ましい。これらの合成樹脂は、粉末で、好ましくは、再乳化型粉末で添加することができるが、エマルションとして加えることもできる。エマルションの場合には、含有樹脂固形分量が上記範囲内となるように調整される。
【００１９】
第二のモルタル組成物に使用される合成樹脂は、10〜−15℃の範囲内のＴg を有することが重要である。そのような合成樹脂には、例えば、アクリル系樹脂，エチレン・酢酸ビニル樹脂系、酢酸・バーサチック酸エステル系樹脂及びスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）系樹脂等が包含される。Ｔg が10℃より高いと、モルタル層形成時における樹脂の造膜結合性が悪く、それゆえ、形成される上塗層自体が破断し易く、また、Ｔg が−15℃より低いと、モルタルの層の物理的強度が低下するので好ましくない。形成される被覆層の機能を考慮すれば、樹脂のＴg は、５〜−15℃のものが好ましく、特に、０〜−10℃のＴg を有する樹脂が好適に用いられる。
【００２０】
これらの合成樹脂類は、第二のモルタル組成物に、セメント100 重量部当たり５〜30重量部の範囲量が添加使用される。この上塗層は、可及的小さい経時的乾燥収縮率を有し、高い物理的強度を有することが望ましく、第一の下塗層の安全な被覆遮蔽性能の向上が期待できる。しかし、樹脂の使用量が５重量部未満では、積層被覆層の中性化抑制性能を向上させることが難しい。また、30重量部を超えると、施工性が劣り、且つコストアップとなるので工業的に不利である。好ましい使用量は５〜20重量部、特に実用上好ましい量は、７〜12重量部である。
【００２１】
セメント，骨材及び合成樹脂を含有する組成物は、水を加えて層形成用モルタル組成物に調整される。鉄筋コンクリートの表面に適用される第一のモルタル組成物は、鉄筋コンクリートの垂直面に適用して、２〜５mmの厚さの下塗層を形成させるのに好適な軟度（粘性度）に調整される。そのような下塗層の形成に好適な軟度は、建築工事標準仕様書・同解説（日本建築学会）に記載されるJASS15M-103（セルフレベリング材の品質基準）に規定される方法により測定されるフロー値が、10〜30cmの範囲内のものである。そのフロー値は、内径50mm，高さ51mmの塩化ビニル製パイプを厚さ５mmの磨き板ガラスの上に置き、練り混ぜたモルタルを充填してパイプを引き上げ、モルタルの広がりが静止した円形の最大直径とそれに直交する直径を計測し、その平均長さがcmで表示される。
【００２２】
第一モルタル組成物のフロー値が、10cmより小さいと流動性が不足し、ローラ塗布及び吹付機による吹付け等の操作によって２〜５mmの厚さの層を形成させるには極めて不適切である。また、フロー値が30cmを超えると、粘度が低すぎて垂直壁面に２〜５mmの層厚の層を形成させることが困難で、垂直面に塗布された組成物が流下したり、場合によっては、水分が分離してブリーディング現象を生ずるので不都合である。好ましいフロー値の範囲は、15〜25cm、特に好ましい範囲は、18〜22cmである。そのフロー値の調整は、主として、水分量によって調整されるが、熟練者によれば、水を注入、混合しながら所望フロー値の組成物に容易に調整することができる。このフロー値のモルタル組成物は、ローラ塗布することができるが、吹付機で吹付け塗布することができるので、作業性に優れ、工業的に極めて有利である。
【００２３】
また、第二のモルタル組成物は、塗布後、しばらく乾燥させて固化した第一のモルタル下塗層の上に吹付機により吹き付けられるが、その第二のモルタル組成物も、固形分組成物に水を加えて調整される。ここに下塗層の固化とは、第二モルタル組成物の吹付け塗布において、容易に変形するなどの影響を受けない程度に養生させた固化状態をいう。
【００２４】
第二のモルタル組成物のフロー値は、吹付け塗布技術に関連して、第一のモルタル組成物とは異なる方法、すなわち、日本工業規格 JIS R 5201に規定されるに方法で測定される。その方法は、上記規格に規定される特定の振動装置を有するフローテーブルに、同規格に規定される特定のフローコーンを載せ、これに練り混ぜたモルタルを充填したのち、フローコーンを引き上げ、フローテーブルに15回上下方向の振動を与えて、広がった円形の外周縁の最長直径とこれに直交する直径の長さ（mm）を計測する方法であって、その平均値（mm）が無名数で表示される。
【００２５】
第二のモルタル組成物は、上記方法で測定されるフロー値が150〜250の範囲に調整される。フロー値が150未満では、流動性が乏しく、硬すぎて吹付機による吹付けができない。また、250より高いと、第一モルタル層の上に吹付けられた組成物が低い粘度のために流下し、所望の層厚を確保することができないので不適切である。この組成物の上記フロー値範囲は、５〜10 mm 程度の比較的厚い上塗層を吹付け形成させるのに好適であり、吹付器によって効果的に吹付け塗布される。好ましいフロー値は、170〜220、特に、180〜210が実用的である。構造体の補強を重視するときは、フロー値の低い組成物の比較的厚い層を形成させることがよい。また、このフロー値範囲は、エンボス意匠を施すのに好適な軟度である。
【００２６】
第一及び第二のモルタル組成物の調整に際し、その技術分野や塗料技術分野において、通常、使用される各種の調整剤を添加使用することができる。そのような調整剤としては、例えば、増粘剤，収縮低減剤，減水剤，消泡剤及び繊維等が包含される。それらの調整剤は、ぞれぞれの性能を利用して、吹付け等の塗布等に適切な組成物のフロー値や粘性の調整、その他、組成物の媒体水分の低減，ひいては塗布層の乾燥収縮の低減や脱泡等の望ましい状態の調整に利用される。また、繊維類は、層の物理的強度及び柔軟性の向上等に寄与する。そのような繊維素材としては、ビニロンやポリエステル等の経時安定性の優れた合成樹脂の繊維類が好適であり、比較的短い合成樹脂の繊維類が好適に配合使用される。これらの繊維類は、例えば、１〜15mm程度の短繊維長に調整されて用いられる。それらの添加調整剤は、一般に汎用される程度の比較的少量が、熟練者によって適切に選択使用される。
【００２７】
第一の塗材組成物を適用に際し、その適用前に、コンクリートの表面を湿らせることが望ましく、第一層の接着性の向上が期待できる。また、樹脂エマルションを噴霧して薄い樹脂アンダーコートのフィルム層を形成させる方法も有効である。そのようなアンダーコート用樹脂エマルションとしては、特に制限はないが、実用的に望ましいアンダーコート用エマルションとして、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）及びアクリル系樹脂のような樹脂類の安定なエマルションを挙げることができる。
【００２８】
本発明の方法によって形成された積層被覆層は、それ自体、長期安定な遮蔽防護層を提供するが、その上塗第二層の表面に、更に、耐候性のよいトップコートを設けることができる。このトップコートは、セメントの白華現象を防止し、コンクリートの耐汚染性の向上に有効であり、ひいては鉄筋コンクリートの中性化抑制効果の一層の向上が期待される。そのようなコート材としては、例えば、シリコーン樹脂やアクリル系樹脂類等が好適に用いられる。通常、これらは、希薄溶液や樹脂エマルションの形で噴霧適用され、薄い保護膜で提供される。
【００２９】
本発明の方法によって形成される積層モルタル防護層は、コンクリート構造体のひび割れ、例えば、1 mm程度の大きなひび割れにも同様のひび割れを生ずることのないゼロスパンテンション伸度を有し、鉄筋コンクリート外表面を長期にわたり安定に遮蔽防護するので、コンクリートの中性化を高度に抑制し、構造体の寿命を延長させることができる。また、本発明方法に係る積層防護層は、接着強度，界面破断率及び耐層間剥離性等の物性に優れ、長期にわたって鉄筋コンクリート構造体を安定に防護補強し、満足し得る三世代用鉄筋コンクリート住宅を提供することができる。
【００３０】
以下、具体例により、本発明を更に詳細に説明する。なお、具体例中の部数及び％は、特に、断りがない限り重量による。本発明の方法によって形成される鉄筋コンクリートのモルタル積層保護層の各種性能として、ゼロスパンテンション伸度（mm），中性化深さ（mm），標準時付着強さ（N／mm²）及び温冷繰返し後の接着強さ(N／mm²）及び耐ひび割れ性について試験し、それらの測定値を評価した。上記各種性能の測定法は下記の通りである。
【００３１】
ゼロスパンテンション伸度（mm）：
都市公団「無機質系塗膜防水材」の性能試験方法に準じた。JIS A 5430 に規定する厚さ5.0 mmのフレキシブル板を切断して50×75 mmの長方形の板を二個を作成し、その両板の短辺を突き合わせて裏側を粘着テープで固定して基盤を作成し、表面に第一のモルタル組成物を３mmの層厚に、その上に第二のモルタル組成物を７mmの厚さ塗布して積層を形成させ、これを20℃，65％相対湿度（ＲＨ）の条件で28日間養生した。この試験体を引張試験機に取付け、粘着テープを切断して５mm／minの引張速度で引張り、試験体破断時の保持チャック間距離の増加を測定してゼロスパンテンション伸度とした。このゼロスパンテンション伸度は、0.5mm程度の亀裂に対応し得るには、0.8 mm以上であれば有効と思われる。
【００３２】
中性化試験：
都市公団「初期補修用プレミックスポリマーセメントモルタル」の試験方法に準じて行った。まず、セメント：川砂（粒径 2.5mm以下）の１：３の質量比の混合物に、水・セメント比60％割合の水を加えて、組成調合物を練り混ぜ、100×100×400mmの型枠に打設し、この板を切断して、100×100×100 mmのコンクリート片を作成した。そのコンクリート片の一面にモルタル組成物を塗布するが、その面に接する四面にエポキシ樹脂塗料を塗って被覆層を形成させて下地板を作成した。この下地板の上記一面にモルタル組成物を塗布形成させ、これを20℃，65％ＲＨで14日間養生したものを試験体とした。これを更に、30℃，60％ＲＨ及び CO₂濃度５％の雰囲気の中性化促進試験室内の棚に30日間保存して、中性化深さを調べた。養生試料のモルタル層を直角に割裂し、その割裂面にフェノールフタレイン1％溶液を噴霧して、赤色に呈色しない部分の深さを中性化浸入深さと判定した。
【００３３】
標準時接着強さ（N／mm²）及び温冷繰返し後の接着強さ(N／mm²）：
都市公団「初期補修用プレミックスポリマーセメントモルタル」の試験方法に準じて測定試料を作製し、接着強さをJIS A 6909 の規定に準じて測定した。測定試料は、70×70×20mmのモルタル板を下地板とし、その板面に３mmの第一モルタル下塗層及びこの上に７mmの第二モルタル層を形成させ、24時間養生後、これを20℃、65％RHの雰囲気（標準状態）下に28日間養生したものを標準時接着強さとして測定する。また、同様に作製し、同様に20℃、65％RHの標準状態に28日間養生した試料を、更に、20℃の水中に18時間浸漬し、これを取出して、直ちに温度ー20℃のの恒温槽中で３時間冷却し、温度50℃の恒温槽中に３時間保持する温冷処理サイクルを10回繰返したのち、標準状態に２日間放置して、温冷繰返し後の接着強さとして測定する。標準時及び温冷繰返し後の接着強さは0.6（N／mm²）以上で、界面破断率は、50％以下が望ましい。
【００３４】
耐ひび割れ性：
初期乾燥によるひび割れ性試験は、JIS A 6909に準じて行った。JIS A 5430に規定する厚さ４mmのフレキシブル板を300×150mmに切断したものを基盤とし、第一と第二のモルタル組成物をそれそれ施工後、直ちに風速３m／秒に調整した風洞内に入れ、試験体を気流に平行になるように置き、6時間後に試験体を取り出し、表面のひび割れ発生の有無を調べる。この試験は、第二のモルタル層の中性化抑止性能及び耐久性の保持に重要である。
【００３５】
【実施例】
（実施例１）
第一層（下塗）用モルタル組成物の調製：
ポルトランドセメントと骨材として６号硅砂と炭酸カルシウム粉末の等重量混合物とを４：６の重量割合に混合し、その混合物100Ｋgに、粘性調整剤としてメチルセルロース（信越化学工業社製：メトローズ 90SH4000）0.2Ｋgを加え、更に、これにＴgがー２５℃のエチレン・酢酸ビニル共重合樹脂の45％エマルション（日本化成社製：商品名Ｚ‐10D 混和液）48Ｋgを加えて練り混ぜ、スラリー状の第一層用モルタル組成物を調製した。この組成物のフロー値は、21cmであった。
【００３６】
第二（上塗）層用モルタル組成物の調製：
ポルトランドセメントと、骨材として４号、５号混合硅砂及び炭酸カルシウム粉末の等重量混合物とを４：６の重量割合に混合し、その混合物100Ｋｇに、メチルセルロース（同上）0.1Ｋg及び平均長さ６mmのアクリル系短繊維（ユニチカ社製：TB200T）10ｇを加えた。この混合物に０℃のＴgを有するエチレン・酢酸ビニル系樹脂の固形分９％のエマルション（日本化成社製：ＮＳハイフレックスHF-1000）24Ｋgを加えて練り混ぜ、第二層用モルタル組成物を調製した。この組成物のフロー値は、180（mm）であった。
【００３７】
モルタル積層被覆層の形成：
調整された上記第一モルタル組成物をリシンガンを用いて、鉄筋コンクリート支柱の全外面に吹付け、厚さ３mmの下塗層を形成させた。これを24時間養生後、その上に、上記第二のモルタル組成物をスクイズポンプ（友定建機社製）で圧送しながら吹付けて７mmの厚さの第二層を積層形成させた。この被覆保護層は、約１年後の調査で全く変化が認められず、下地のコンクリーの中性化は、確認できなかった。
【００３８】
この第一モルタル組成物と第二モルタル組成物の組合せ積層体について、前記諸物性を測定した。それぞれの結果は、以下の通りである。
ゼロスパンテンション伸度： 1.17 mm
中性化深さ： 0 mm
標準時接着強さ： 2.32 N／mm²
温冷繰返し後の接着強さ 1.89 N／mm²
標準時界面破断率 20 ％
温冷繰返し後の界面破断率 0 ％
【００３９】
（実施例２）
建築30年が経過した鉄筋コンクリート造建築物の壁面に本発明の方法を適用した。コンクリート表面には、アクリル樹脂仕上げが塗布されていたが、塗膜は、劣化が進行し、変色とひび割れが多数確認された。そのため、変色塗膜を剥ぎ取り、高圧水洗浄を行った。洗浄後の壁面には0.1〜0.3mm程度のクラックが観察され、欠損もあった。欠損部についてはセメントモルタルで補修し、その後、14日の養生期間をとったのち、その上にアクリルエマルション（固形分 45％）を２倍に希釈したプライマーをローラで塗布した。塗布２時間後、下記、第一のモルタル組成物をモルタルハンドミキサーで２分間練り混ぜ、ローラで平均約３mmの厚みに塗り付けた。翌日、その下塗層の上に、下記第二のモルタル組成物をモルタルミキサーで練り混ぜ、これをスクイズ式のモルタルポンプで圧送し、口径が16mmの吹付機を使用して、0.5 ＭＰaの圧力で吹き付けた。これを定木にてならし、層厚約10mmの上塗層を形成させた。次いで、これに約３mmの深さのテクスチャーパターンローラでテクスチャーを付けた。これを14日間養生させたのち仕上げ材として、水性アクリル樹脂塗料を、乾燥時間を置いて２回塗布した。
【００４０】
（第一のモルタル組成物）
ポルトランドセメント 100Ｋｇ
骨材 290Ｋｇ
合成樹脂（Tg−20のEVA） 66.8Ｋｇ
フロー値 18.0 cm
（第二のモルタル組成物）
ポルトランドセメント 100Ｋｇ
骨材 60Ｋｇ
合成樹脂（Tg０のEVA） 7.6Ｋｇ
フロー値 160
【００４１】
上記積層モルタル層の諸物性は、ゼロスパンテンション伸度；1.17 mm，中性化深さ；０ mm，標準時付着強さ；2.32 N／mm²，温冷繰返し後の接着強さ；1.89 N／mm²，標準時界面破断率；20％，温冷繰返し後の界面破断率；０％であった。
【００４２】
（実施例３〜７及び比較例１〜８）
[各種第一層用モルタル（下塗材）の調製]
下掲表１及び表２に示す各種成分から成る下塗材を調製した。数字は重量割合である。なお、表１において、使用セメントはポルトランドセメント、骨材は、６号硅砂である。合成樹脂は、アクリル系樹脂では、Ｔg が０℃のものをA 0,−40℃のものをA‐40，−50℃のものをA-50，スチレン・アクリル系樹脂は、−20℃のものをSA-20で表示し、また、エチレン・酢酸ビニルは、Ｔg が０℃のものをE 0，−10℃をE-10，−20℃をE‐20，−25℃をE-25、及び10℃のものをE10 で表示した。そのあとに付記されたｅはエマルションで加えたことを示しているが、数値はエマルション中の含有樹脂固形分である。いずれも少量の調整剤が適宜添加使用されているが、複雑になるので省略した。
【００４３】
【表１】

【００４４】
【表２】

【００４５】
[各種第二層用モルタル（上塗材）の調製]
表中のセメントはポルトランドセメント、骨材は４号，５号混合硅砂である。
【表３】

【００４６】
【表４】

【００４７】
上記下塗材と上塗材の各種組合せによる積層防護層の各種性能を前記試験方法により測定した。それらの結果及び評価を下掲表５及び表６に纏めて示す。なお、表中の下塗材及び上塗材の欄の上下材番号は、前記表１〜４に記載の各塗材であり、その括弧内は、層厚（mm）である。また、測定される試験項目における耐ひび割れ性を耐ひび割，中性化深さ（mm）を中性化深，標準時接着強さ（N／mm²）を標準接着強，標準時界面破断率（％）を標準界面断，温冷繰返し後の接着強さ(N／mm²）を温冷接着強，温冷繰返し後の界面破断率（％）を温冷界面断，圧縮強さ（N／mm²）を圧縮強及びゼロスパンテンション伸度（mm）を伸度と略記した。なお、各具体例の物性の測定は、下塗材を２〜５mmの厚さに塗布し、24時間養生後、その上に、上塗材を５〜８mmの厚さに積層した防護層（10〜12mm）を形成させた積層体について測定した。なお、各塗材の層厚（mm）を括弧内に記載した。
【００４８】
【表５】

【００４９】
総合評価は、特に、標準時接着強さが、0.6 N／mm²以上，標準時界面破断率が50％以下，温冷繰返し後の接着強さが0.6 N／mm² 以上，温冷繰返し後の界面破断率が50％以下で、ゼロスパンテンション伸度が、0.8mm以上であることを合否の判定基準とした。
【００５０】
【表６】

【００５１】
表５及び表６より、第一のモルタル組成物の下塗層の骨材量が少ないと、層厚の確保が困難で、耐ひび割れ性が劣る（比較例１）。また、多すぎると、強度が低下し、接着強さが極端に小さくなる（比較例２）。比較例３〜８より、本発明における下塗用第一モルタル組成物と上塗用第二モルタル組成物のそれぞれの限定要件を逸脱するときは、鉄筋コンクリート構造体の長期安定な保護効果を期待できないことが理解されよう。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の方法によって形成されるモルタル積層防護層は、コンクリート素地面の経時的ひび割れにも、ひび割れることがなく、長期間にわたって優れた被覆遮蔽性を有するので、コンクリートの中性化を高度に且つ安定的に抑制することができる。また、鉄筋コンクリート構造体も補強されるので「住宅の品質確保の促進に関する法律」の鉄筋コンクリート造住宅に関する「等級３」の基準における屋外耐力壁の基準に適合するモルタル塗りが提供され、三世代用鉄筋コンクリート造住宅の建築に適用することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for protecting a concrete structure, and more particularly to a method for protecting a reinforced concrete structure that suppresses the neutralization of concrete and supplements the physical strength of the structure.
[0002]
[Prior art]
Since reinforced concrete originally has excellent strength and durability as a noncombustible structural material, it is widely used as a building. However, although the concrete layer is slight, cracks occur due to shrinkage or external force over time, and air and moisture infiltrate there. Especially, in the outdoor wall, rainwater infiltrates and becomes alkaline. The concrete layer is easily neutralized. It is said that the neutralization of the concrete layer proceeds to the inside in proportion to the square root of the aging even in the crack-free part. However, due to the neutralization of the concrete, the reinforcing bars are oxidized and corroded, and the structure Reduces strength significantly. Therefore, reducing the disadvantages of such cracks is an extremely important issue for reinforced concrete, and there is a wide range of methods for forming a stable shielding protective layer that shields the concrete surface from outside air and rainwater in order to overcome such a problem. Researched and proposed.
[0003]
The following documents are given as prior art relating to such a protective layer.
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 5-71550 (especially, claims)
[0004]
The technique of this patent document 1 relates to a construction method for forming a laminated thin layer of a coating material having a flame retardance on a reinforced concrete cement ground surface, particularly against cracking of the ground surface. Discloses a coating shielding method comprising a combination of a soft primer thin layer containing a large amount of an acrylic resin that does not cause the same cracking and a primer thin layer that provides flame retardancy. However, each coating material is adjusted to a viscosity suitable for roller application and is sequentially applied to the concrete base by a porous hand roller, so that the formed laminate is as thin as about 1 to 2 mm in each of the upper and lower layers. It is a sheet-like coating layer. This coating layer stably covers and shields the surface of a reinforced concrete structure without cracking due to its flexibility even when cracking the concrete ground surface, but since it is a thin layer, it can not be expected to have a long-term protective effect, Does not substantially contribute to body reinforcement. Moreover, since the application work with the porous hand roller is inferior in workability, it is not particularly suitable for large-scale work and the like, and is industrially disadvantageous.
[0005]
In recent years, in particular, improvement in durability of reinforced concrete houses has become socially important, and the provision of stable houses capable of suppressing the neutralization of concrete over a long period of time has become a major technical issue. With regard to the extension of the service life of reinforced concrete houses, the standards for concrete deterioration prevention measures, which are based on three-generation dwellings that ensure stability over a long period of 75 to 90 years, are `` The Law on Promotion of Housing Quality Assurance. According to this law, in the “Grade 3” column for reinforced concrete houses, criteria such as the type of cement and the water / cement ratio of the concrete being 50% or less are indicated, and the surface of the reinforced concrete is changed to the outer surface of the concrete. Distance, i.e. an increase in the cover thickness was specified.
[0006]
According to the above “Grade 3” standard, the minimum cover thickness of 4 cm, which is currently employed, has been changed to 5 cm, particularly as a quality assurance target for outdoor bearing walls, columns, beams and the like. However, if the exterior wall facing the exterior is treated with tiles, mortar coating, or finishing with an external insulation method, the minimum cover thickness can be reduced by 1 cm, that is, 4 cm may be used. Is appended. This additional condition is desirable in the construction of a reinforced concrete house, in which the above finishing treatment can be applied to suppress the neutralization of the concrete and form the reinforcing layer of the structure. However, tiling and external insulation methods are difficult to adopt because they require a lot of work and increase costs. On the other hand, mortar coating is a desirable finishing method in terms of workability and cost reduction, but about 1 cm. The relatively thick mortar layer of the mortar coating method that gives the outdoor wall a neutralization suppression effect comparable to that of the tiled or external insulation method, and that protects the structure of the reinforced concrete outdoor wall is still unknown.
[0007]
In view of the above “Grade 3” criteria, the present inventors have focused on the cement construction technology disclosed in the Japanese Patent Publication No. 5-71550 and improved the disadvantages by taking advantage of the advantages. In order to develop a protective method that can simultaneously achieve long-term stable neutralization inhibition and structural reinforcement of reinforced concrete structures with a relatively thick mortar layer of 1 cm or more. In the study, further emphasizing reinforcement of reinforced concrete structures, the mortar primer layer applied to the concrete surface is made thicker than the primer layer of the above-mentioned patent document, and the primer layer applied thereon is reinforced. In consideration of safety and protection stability, trial production was repeated to develop a combined laminated protective layer that can form a thicker layer. In this development study, we also focused on improving the adhesive strength to eliminate the danger of peeling off the protective covering protective layer, which is currently a social problem.
[0008]
Focusing on three-generation reinforced concrete houses, for example, after 90 years of construction, concrete may crack about 0.5 mm, but it does not cause similar cracks even to relatively large cracks. The formation of an anti-oxidation coating layer is extremely important, and in particular, the mortar laminate formed on the concrete surface should have a zero span tension elongation of at least 0.8 mm, preferably 1.0 mm or more. is important. The overcoat layer of the second mortar composition, which is laminated on the flexible first mortar subbing layer, has a low physical shrinkage and high physical strength. It is desirable to function as a stabilizing protective layer that suppresses the above, and a thick coating layer formed in a laminated manner is required to have high adhesion without risk of peeling off from a structure that is a social problem.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a reinforced concrete wall reinforcing covering protective layer that absorbs cracks and prevents cracks from occurring even when cracks occur with time. It is another object of the present invention to provide a thick mortar laminated reinforcing layer having excellent adhesive strength, in which the protective layer does not easily peel off from the wall surface of the concrete structure. Still another object of the present invention is to provide a method for forming a reinforced concrete protective layer that is excellent in mortar workability on the outdoor wall of reinforced concrete and is suitable for enhancing the design. Another object of the present invention is to provide a long-term stable reinforced concrete house that can be used for three generations. Other problems and technical features will be further understood from the following description.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The method of the present invention that overcomes the above problems is particularly characterized by the combination requirements of claim 1 of the appended claims. The gist is that a relatively thin flexible primer layer of a specific first mortar composition is formed on the surface of a reinforced concrete structure, and a relative relative of a specific second mortar composition different from that is formed. Provided is a method for protecting a reinforced concrete structure by a combined covering layer in which a thick and hard structural reinforcing overcoat layer is laminated.
[0011]
The first mortar composition for the undercoat layer formed on the concrete surface of the reinforced concrete structure by the method of the present invention is cement, 40 to 300 parts by weight of aggregate and 20 to 70 parts by weight per 100 parts by weight of the cement. The flow value specified in JASS15M-103 is adjusted to be within a range of 10 to 30 cm by adding water to a mixture containing a synthetic resin having a glass transition point within the range of 0 to −45 ° C. Applied to the concrete surface of reinforced concrete structures. This composition is formed into a first mortar layer (undercoat layer) having a layer thickness of about 2 to 5 mm, preferably 3 to 4 mm.
[0012]
Further, the second mortar composition applied on the subbing layer in the method of the present invention comprises cement, 70 to 250 parts by weight of aggregate and 5 to 30 parts by weight of 10 per 100 parts by weight of the cement. Water is added to a mixture comprising a synthetic resin having a glass transition point in the range of -15 ° C, and the flow value specified in JIS R 5201 is adjusted to be in the range of 150-250 (mm). This flow value is soft enough to be sprayed by a sprayer, and can be applied by a trowel, but cannot be practically applied by a roller. This second mortar composition is sprayed onto the primer first layer and laminated to an overcoat layer having a thickness of 5-9 mm, preferably 6-8 mm.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the method of the present invention, the cement used in the first mortar composition and the second mortar composition is not particularly limited, but Portland cement, fly ash cement, blast furnace cement and alumina cement are preferably used. These may be used alone or in combination of two or more. Practically, Portland cement is preferably used.
[0014]
In the method of the present invention, the aggregate used in the first mortar composition is a fine-grained granule adjusted to a particle size of 0.6 mm or less. As such aggregate, for example, cinnabar , Calcium carbonate, slag crushed sand, perlite, and ethylene / vinyl acetate copolymer chips. These aggregates may be used singly or in combination of two or more. The amount used is in the range of 40 to 300 parts by weight per 100 parts by weight of cement in the first mortar composition. If it is less than 40 parts by weight, it is difficult to ensure a coating thickness of 2 to 5 mm mortar. On the other hand, if it exceeds 300 parts by weight, not only the strength and flexibility of the layer will be lowered, but also the curing rate will be slow, and the working efficiency will be lowered, which is disadvantageous in practice. The preferred amount of use varies depending on the type and specific gravity of the aggregate, but is usually 120 to 250 parts by weight, and particularly preferably 150 to 220 parts by weight.
[0015]
The aggregate used in the second mortar composition for topcoat is in the range of 70 to 250 parts by weight per 100 parts by weight of cement. If it is less than 70 parts by weight, the drying shrinkage rate is increased, and it is difficult to ensure a thick coating, which is not preferable. On the other hand, when the amount exceeds 250 parts by weight, the water / cement ratio increases, so that the neutralization suppressing ability is lowered and the strength of the layer is also lowered. The preferred amount of use varies depending on the type and specific gravity of the aggregate, but is about 80 to 230 parts by weight, and particularly preferably in the range of 100 to 200 parts by weight.
[0016]
In the first and second mortar compositions of the present invention, a part of the aggregate can be replaced with an inorganic powder-like admixture with finer particles. Examples of such admixtures include fly ash, calcium carbonate, blast furnace water slag, and talc. They are used in replacement amounts in the first mortar composition of up to 80% by weight of the aggregate and in the second mortar composition of up to 50% by weight. If the ratio is exceeded, it is difficult to ensure the thickness of each coating layer, which is not preferable. The upper limit of the desired substitution amount is 60% by weight for the first mortar composition and 30% by weight for the second mortar composition.
[0017]
Next, the synthetic resin used in the first mortar composition is a synthetic resin having a glass transition point (Tg) within a range of 0 to -45 ° C, Examples include acrylic resins, ethylene / vinyl acetate resins, vinyl acetate / versaic acid ester resins, and styrene / butadiene rubber (SBR) resins. When Tg is higher than 0 ° C, the undercoating mortar layer formed on the concrete surface has insufficient elongation and flexibility at low temperatures, and when it is lower than -45 ° C, the softening temperature of the mortar layer becomes low, and the coating layer This is not preferable because the hardness is insufficient and the adhesiveness is also lowered. When importance is attached to the flexibility of the coating layer to be formed, those having a Tg within the range of −10 to −40 ° C. are preferably used.
[0018]
The amount of synthetic resin used in the first mortar composition is 20 to 70 parts by weight per 100 parts by weight of cement. If it is less than 20 parts by weight, it is inappropriate because the flexible elongation performance of the undercoat mortar layer is insufficient, and if it exceeds 70 parts by weight, the physical strength of the layer is lowered, and the adhesion durability over time is also not preferred. . The preferred use amount range is 30 to 60 parts by weight, but 40 parts by weight or more is preferable when emphasizing elongation performance. These synthetic resins can be added as a powder, preferably as a re-emulsifying powder, but can also be added as an emulsion. In the case of an emulsion, the resin solid content is adjusted so as to be within the above range.
[0019]
It is important that the synthetic resin used in the second mortar composition has a Tg in the range of 10 to -15 ° C. Examples of such synthetic resins include acrylic resins, ethylene / vinyl acetate resin systems, acetic acid / versaic acid ester resins, and styrene / butadiene rubber (SBR) resins. If the Tg is higher than 10 ° C, the resin film-forming bondability at the time of forming the mortar layer is poor. Therefore, the formed overcoating layer itself is easily broken, and if the Tg is lower than -15 ° C, This is not preferable because the physical strength of the layer is lowered. Considering the function of the coating layer to be formed, the Tg of the resin is preferably 5 to -15 ° C, and a resin having a Tg of 0 to -10 ° C is preferably used.
[0020]
These synthetic resins are added to the second mortar composition in an amount ranging from 5 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of cement. The overcoat layer preferably has a drying shrinkage ratio as small as possible and desirably has a high physical strength, and an improvement in the safe coating shielding performance of the first undercoat layer can be expected. However, if the amount of resin used is less than 5 parts by weight, it is difficult to improve the neutralization suppressing performance of the laminated coating layer. On the other hand, if it exceeds 30 parts by weight, the workability is inferior and the cost is increased, which is industrially disadvantageous. A preferred use amount is 5 to 20 parts by weight, and a practically preferred amount is 7 to 12 parts by weight.
[0021]
The composition containing cement, aggregate and synthetic resin is adjusted to a mortar composition for layer formation by adding water. The first mortar composition applied to the surface of the reinforced concrete is adjusted to a softness (viscosity) suitable for applying to the vertical surface of the reinforced concrete to form a primer layer with a thickness of 2-5 mm. The The softness suitable for the formation of such an undercoat layer is measured by the method stipulated in JASS15M-103 (quality standards for self-leveling materials) described in the Building Construction Standard Specification / Explanation (The Architectural Institute of Japan). The flow value is within the range of 10-30 cm. The flow value is the maximum diameter of a circular shape with a 50 mm inner diameter and 51 mm high vinyl chloride pipe placed on a 5 mm thick polished glass, filled with kneaded mortar, pulled up, and the mortar spread stationary. And the diameter perpendicular to it is measured, and the average length is displayed in cm.
[0022]
When the flow value of the first mortar composition is less than 10 cm, the fluidity is insufficient, and it is extremely inappropriate to form a layer having a thickness of 2 to 5 mm by operations such as roller coating and spraying with a sprayer. . In addition, when the flow value exceeds 30 cm, it is difficult to form a layer having a thickness of 2 to 5 mm on the vertical wall surface because the viscosity is too low, and the composition applied to the vertical surface may flow down or in some cases. This is inconvenient because moisture separates and causes a bleeding phenomenon. A preferred flow value range is 15 to 25 cm, and a particularly preferred range is 18 to 22 cm. The adjustment of the flow value is mainly adjusted by the amount of water, but according to an expert, it can be easily adjusted to a composition having a desired flow value while injecting and mixing water. The mortar composition having this flow value can be applied by a roller, but can be applied by spraying with a spraying machine, so that it is excellent in workability and extremely advantageous industrially.
[0023]
The second mortar composition is sprayed by a spraying machine on the first mortar subbing layer which has been dried and solidified for a while after application, and the second mortar composition is also applied to the solid content composition. It is adjusted by adding water. Here, the solidification of the undercoat layer refers to a solidified state in which the second mortar composition is cured to such an extent that it is not easily affected by deformation or the like.
[0024]
The flow value of the second mortar composition is measured by a method different from that of the first mortar composition, that is, a method defined in Japanese Industrial Standard JIS R 5201 in relation to the spray coating technique. The method is to put a specific flow cone specified in the standard on a flow table having a specific vibration device specified in the above standard, and after filling the kneaded mortar, pull up the flow cone, This is a method to measure the longest diameter of the extended circular outer periphery and the length of the diameter (mm) perpendicular to this by giving vertical vibrations 15 times to the table, and the average value (mm) is an unknown number Is displayed.
[0025]
In the second mortar composition, the flow value measured by the above method is adjusted in the range of 150 to 250. If the flow value is less than 150, the fluidity is poor and it is too hard to be sprayed by a sprayer. On the other hand, if it is higher than 250, the composition sprayed on the first mortar layer flows down due to low viscosity, and the desired layer thickness cannot be ensured. The above flow value range of this composition is suitable for spraying a relatively thick overcoat layer of about 5 to 10 mm and is effectively sprayed by a sprayer. Preferable flow values are 170 to 220, particularly 180 to 210. When emphasizing the reinforcement of the structure, it is preferable to form a relatively thick layer of a composition having a low flow value. Moreover, this flow value range is a softness | suitableness suitable for giving an emboss design.
[0026]
In the preparation of the first and second mortar compositions, various regulators that are usually used in the technical field and the coating technical field can be added and used. Such regulators include, for example, thickeners, shrinkage reducing agents, water reducing agents, antifoaming agents and fibers. These regulators use the performance of each to adjust the flow value and viscosity of the composition suitable for spraying and other applications, and to reduce the medium moisture of the composition, and thus the coating layer. It is used to adjust the desired state such as reduction of drying shrinkage and defoaming. Further, the fibers contribute to improvement of the physical strength and flexibility of the layer. As such a fiber material, synthetic resin fibers having excellent temporal stability such as vinylon and polyester are suitable, and relatively short synthetic resin fibers are suitably used. These fibers are used by adjusting to a short fiber length of about 1 to 15 mm, for example. Those additive regulators are appropriately selected and used by a skilled person in a relatively small amount that is generally used.
[0027]
When applying the first coating material composition, it is desirable to wet the surface of the concrete before application, and an improvement in the adhesion of the first layer can be expected. A method of forming a thin resin undercoat film layer by spraying a resin emulsion is also effective. Such undercoat resin emulsions are not particularly limited, but practically desirable undercoat emulsions include, for example, the stability of resins such as ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA) and acrylic resins. Can be mentioned.
[0028]
Although the laminated coating layer formed by the method of the present invention itself provides a long-term stable shielding protective layer, a top coat having good weather resistance can be further provided on the surface of the second coating layer. This top coat is effective in preventing the cement whitening phenomenon and improving the stain resistance of the concrete, and as a result, further improving the neutralization suppressing effect of the reinforced concrete. As such a coating material, for example, silicone resins and acrylic resins are preferably used. These are usually applied by spraying in the form of dilute solutions or resin emulsions and provided with a thin protective film.
[0029]
The laminated mortar protective layer formed by the method of the present invention has a zero span tension elongation that does not cause the same crack even in cracks of concrete structures, for example, cracks as large as 1 mm, and the outer surface of the reinforced concrete is Since the shielding protection is stable over a long period of time, the neutralization of concrete can be highly suppressed and the life of the structure can be extended. In addition, the laminated protective layer according to the method of the present invention is excellent in physical properties such as adhesive strength, interfacial fracture rate and delamination resistance, and stably protects and reinforces reinforced concrete structures over a long period of time. Can be provided.
[0030]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. In addition, the number of parts and% in a specific example are based on weight unless there is particular notice. Various performances of the reinforced concrete mortar laminated protective layer formed by the method of the present invention include zero span tension elongation (mm), neutralization depth (mm), and standard adhesion strength (N / mm).²) And adhesive strength after repeated heating and cooling (N / mm)²) And crack resistance, and the measured values were evaluated. The measurement methods for the various performances are as follows.
[0031]
Zero span tension elongation (mm):
It conforms to the performance test method of the city corporation “inorganic coating waterproofing material”. Cut a 5.0 mm thick flexible board specified in JIS A 5430 to make two 50 x 75 mm rectangular boards, but the short sides of both boards are abutted and the back side is fixed with adhesive tape. Then, the first mortar composition is applied to the surface to a layer thickness of 3 mm, and the second mortar composition is applied to a thickness of 7 mm on the surface to form a laminate, which is formed at 20 ° C. and 65% relative humidity. Cured for 28 days under the conditions of (RH). This test body was attached to a tensile tester, the adhesive tape was cut and pulled at a tensile speed of 5 mm / min, and the increase in the distance between the holding chucks when the test body was broken was measured to obtain zero span tension elongation. This zero span tension elongation is considered to be effective if it is 0.8 mm or more in order to cope with a crack of about 0.5 mm.
[0032]
Neutralization test:
The test was conducted in accordance with the test method of the City Corporation “Premix Polymer Cement Mortar for Initial Repair”. First, 60% water / cement ratio water is added to a 1: 3 mass ratio mixture of cement: river sand (particle size 2.5 mm or less), and the composition is kneaded to form a 100 × 100 × 400 mm mold. A concrete piece of 100 × 100 × 100 mm was made by cutting the plate into a frame and cutting the plate. A mortar composition was applied to one surface of the concrete piece, and an epoxy resin paint was applied to the four surfaces in contact with the surface to form a coating layer to form a base plate. A mortar composition was applied and formed on the one surface of the base plate, and this was cured at 20 ° C. and 65% RH for 14 days. This is further increased to 30 ° C, 60% RH and CO.₂The neutralization depth was examined by storing for 30 days on a shelf in a neutralization promotion test chamber having a concentration of 5%. The mortar layer of the curing sample was split at right angles, and a 1% phenolphthalein solution was sprayed on the split surface, and the depth of the portion not colored red was determined as the neutralization penetration depth.
[0033]
Standard adhesive strength (N / mm²) And adhesive strength after repeated heating and cooling (N / mm)²):
A measurement sample was prepared according to the test method of the city corporation “Premix Polymer Cement Mortar for Initial Repair”, and the adhesive strength was measured according to the provisions of JIS A 6909. The measurement sample is a 70 × 70 × 20 mm mortar plate, and a 3 mm first mortar subbing layer and a 7 mm second mortar layer are formed on the plate surface. After curing for 24 hours, What was cured for 28 days in an atmosphere (standard condition) of 20 ° C. and 65% RH is measured as the standard adhesive strength. In addition, a sample prepared in the same manner and cured in a standard state of 20 ° C. and 65% RH for 28 days is further immersed in 20 ° C. water for 18 hours, taken out, and immediately heated to −20 ° C. Cooling for 3 hours in a thermostatic bath and repeating the hot / cold treatment cycle for 10 hours in a thermostatic bath at a temperature of 50 ° C., and then letting it stand for 2 days in the standard state, the adhesive strength after repeated hot and cold taking measurement. Bond strength at standard time and after repeated heating and cooling is 0.6 (N / mm²) Above, the interfacial fracture rate is desirably 50% or less.
[0034]
Crack resistance:
The cracking property test by initial drying was performed according to JIS A 6909. Based on JIS A 5430 4mm-thick flexible plate cut to 300x150mm, the first and second mortar compositions are immediately applied in the wind tunnel adjusted to 3m / sec. Put the specimen in parallel with the air flow, take out the specimen after 6 hours, and examine the surface for cracks. This test is important for maintaining the neutralization inhibiting performance and durability of the second mortar layer.
[0035]
【Example】
(Example 1)
Preparation of mortar composition for first layer (undercoat):
Portland cement and No. 6 cinnabar sand as an aggregate and calcium carbonate powder are mixed in an equal weight ratio of 4: 6, and 100 kg of the mixture is mixed with methylcellulose (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: Metrows 90SH4000) 0.2 as a viscosity modifier. Kg was added, and then a 45% emulsion of ethylene / vinyl acetate copolymer resin (Nippon Kasei Co., Ltd .: trade name Z-10D admixture) with a Tg of -25 ° C was added and kneaded. A single layer mortar composition was prepared. The flow value of this composition was 21 cm.
[0036]
Preparation of mortar composition for second (overcoat) layer:
Portland cement is mixed with an equal weight mixture of No. 4 and No. 5 mixed cinnabar sand and calcium carbonate powder as an aggregate at a weight ratio of 4: 6, and 100 kg of the mixture is 0.1 kg of methylcellulose (same as above) and an average length of 6 mm. 10 g of an acrylic short fiber (manufactured by Unitika Ltd .: TB200T) was added. To this mixture is added an emulsion of 9% solids of ethylene / vinyl acetate resin having a Tg of 0 ° C. (Nippon Kasei Co., Ltd .: NS Hi-Flex HF-1000) and kneaded to obtain a mortar composition for the second layer. Prepared. The flow value of this composition was 180 (mm).
[0037]
Formation of mortar laminate coating layer:
The adjusted first mortar composition was sprayed onto the entire outer surface of the reinforced concrete column using a ricin gun to form an undercoat layer having a thickness of 3 mm. After curing for 24 hours, the second mortar composition was sprayed while being pumped with a squeeze pump (manufactured by Yusei Kenki Co., Ltd.) to form a second layer having a thickness of 7 mm. In the covering protective layer, no change was observed in the investigation after about one year, and neutralization of the underlying concrete could not be confirmed.
[0038]
The physical properties of the combined laminate of the first mortar composition and the second mortar composition were measured. Each result is as follows.
Zero span tension elongation: 1.17 mm
Neutralization depth: 0 mm
Standard adhesive strength: 2.32 N / mm²
Bond strength after repeated heating and cooling 1.89 N / mm²
Standard interface fracture rate 20%
Interfacial fracture rate after repeated heating and cooling 0%
[0039]
(Example 2)
The method of the present invention was applied to the wall surface of a reinforced concrete building after 30 years of construction. Although the acrylic resin finish was applied to the concrete surface, the coating film deteriorated, and many discoloration and cracks were confirmed. Therefore, the discolored coating film was peeled off and washed with high pressure water. Cracks of about 0.1 to 0.3 mm were observed on the wall surface after cleaning, and there were defects. The defect portion was repaired with cement mortar, and after a curing period of 14 days, a primer obtained by diluting an acrylic emulsion (solid content 45%) twice was applied on the roller with a roller. Two hours after the application, the following first mortar composition was kneaded with a mortar hand mixer for 2 minutes and applied to an average thickness of about 3 mm with a roller. The next day, the following second mortar composition is kneaded with a mortar mixer on the undercoat layer, and this is pumped with a squeeze-type mortar pump, and a pressure of 0.5 MPa is used using a sprayer having a caliber of 16 mm. Sprayed on. This was smoothed with a fixed tree to form an overcoat layer having a layer thickness of about 10 mm. This was then textured with a texture pattern roller having a depth of about 3 mm. After curing this for 14 days, as a finishing material, a water-based acrylic resin paint was applied twice with a drying time.
[0040]
(First mortar composition)
Portland cement 100kg
Aggregate 290Kg
Synthetic resin (Tg-20 EVA) 66.8Kg
Flow value 18.0 cm
(Second mortar composition)
Portland cement 100kg
Aggregate 60Kg
Synthetic resin (Tg0 EVA) 7.6Kg
Flow value 160
[0041]
The physical properties of the laminated mortar layer are as follows: zero span tension elongation: 1.17 mm, neutralization depth: 0 mm, standard adhesion strength: 2.32 N / mm², Adhesive strength after repeated heating and cooling; 1.89 N / mm²Standard interface fracture rate: 20%, Interfacial fracture rate after repeated heating and cooling: 0%.
[0042]
(Examples 3-7 and Comparative Examples 1-8)
[Preparation of mortar for various first layers (primer)]
Undercoat materials comprising various components shown in Tables 1 and 2 below were prepared. The numbers are weight percentages. In Table 1, the used cement is Portland cement, and the aggregate is No. 6 cinnabar. Synthetic resin is acrylic resin with Tg 0 ° C A 0, -40 ° C A-40, -50 ° C A-50, styrene acrylic resin -20 ° C The product is indicated by SA-20, and ethylene / vinyl acetate is E 0 for Tg of 0 ° C, E-10 for -10 ° C, E-20 for -20 ° C, and E-25 for -25 ° C. And those at 10 ° C. are indicated by E10. The e added after that indicates that it was added in the emulsion, but the numerical value is the resin solid content in the emulsion. In both cases, a small amount of a modifier is appropriately added and used, but it is omitted because it becomes complicated.
[0043]
[Table 1]

[0044]
[Table 2]

[0045]
[Preparation of various second layer mortar (coating material)]
The cement in the table is Portland cement, and the aggregate is No. 4 and No. 5 mixed dredged sand.
[Table 3]

[0046]
[Table 4]

[0047]
Various performances of the laminated protective layer by various combinations of the undercoat material and the topcoat material were measured by the above test methods. The results and evaluation are summarized in Tables 5 and 6 below. In addition, the upper and lower material numbers in the column of the undercoat material and the overcoat material in the table are the respective coating materials described in Tables 1 to 4, and the parenthesized values are the layer thickness (mm). In addition, crack resistance in the test items to be measured is crack resistance, neutralization depth (mm) is neutralization depth, standard adhesion strength (N / mm)²) Standard bond strength, standard interface fracture rate (%) standard interface breakage, bond strength after repeated heating and cooling (N / mm)²) Is the hot / cold adhesive strength, the interfacial fracture rate (%) after repeated hot / cold is the hot / cold interface breakage, and compressive strength (N / mm)²) Was abbreviated as compressive strength and zero span tension elongation (mm). In addition, the physical properties of each specific example were measured by applying a primer layer to a thickness of 2 to 5 mm, curing for 24 hours, and then overlaying a primer material to a thickness of 5 to 8 mm thereon (10 to 10 mm). 12 mm) was measured for the laminate. The layer thickness (mm) of each coating material is shown in parentheses.
[0048]
[Table 5]

[0049]
Comprehensive evaluation is especially 0.6 N / mm standard bond strength²The standard interface fracture rate is 50% or less, and the adhesive strength after repeated heating and cooling is 0.6 N / mm.² As described above, the criterion for pass / fail was that the interface fracture rate after repeated heating and cooling was 50% or less and the zero span tension elongation was 0.8 mm or more.
[0050]
[Table 6]

[0051]
From Table 5 and Table 6, if there is little aggregate amount of the undercoat layer of a 1st mortar composition, ensuring of layer thickness will be difficult and crack resistance will be inferior (comparative example 1). On the other hand, if the amount is too large, the strength is lowered and the adhesive strength is extremely reduced (Comparative Example 2). From Comparative Examples 3 to 8, when deviating from the respective limiting requirements of the first mortar composition for undercoating and the second mortar composition for overcoating in the present invention, the long-term stable protective effect of the reinforced concrete structure cannot be expected. It will be understood.
[0052]
【The invention's effect】
The mortar laminated protective layer formed by the method of the present invention does not crack even over time on a concrete ground, and has excellent covering shielding properties over a long period of time. It can be stably suppressed. In addition, reinforced concrete structures are also reinforced, so that mortar coating that conforms to the standards of outdoor bearing walls in the "Grade 3" standard for reinforced concrete houses in the "Law for Promotion of Housing Quality Assurance" is provided, and three-generation reinforced concrete is provided. It can be applied to the construction of houses.

Claims

Water is added to a composition comprising cement, 40 to 300 parts by weight of aggregate per 100 parts by weight of cement and 20 to 70 parts by weight of a synthetic resin having a glass transition point in the range of 0 to -45 ° C. In addition, the first mortar composition with the flow value specified in JASS15M-103 adjusted within the range of 10-30cm is applied to the concrete surface of the reinforced concrete structure, and the first layer of 2-5mm thickness On the first layer formed and solidified, cement, 70 to 250 parts by weight of aggregate and 5 to 30 parts by weight of glass transition point in the range of 10 to -15 ° C per 100 parts by weight of cement Water is added to a composition comprising a synthetic resin having a flow rate of 2 to 5 and sprayed with a second mortar composition in which the flow value specified in JIS R 5201 is adjusted within the range of 150 to 250, and the thickness is 5 to 5. A method for protecting a reinforced concrete structure, wherein a second layer of 8 mm is laminated.

The protection method according to claim 1, wherein the first mortar composition is formed to a layer thickness of 2.5 to 4 mm, and the second mortar composition is formed to a layer thickness of 6 to 7.5 mm.

The protection method according to claim 1, wherein the first composition contains a small amount of a regulator selected from the group consisting of an antifoaming agent, a thickening agent, a shrinkage reducing agent, and a water reducing agent.

The protection method according to claim 1, wherein the second composition contains a small amount of a regulator selected from the group consisting of an antifoaming agent, a thickening agent, a shrinkage reducing agent, and a water reducing agent.