JP4274909B2 - 粗面材、及び粗面材付きコンクリート部材 - Google Patents

Description

本発明は、粗面材、及び粗面材付きコンクリート部材に関する。

従来より、建設廃棄物の削減は、建設業界に取って最重要課題の一つである。しかしながら、コンクリート打込み型枠には、現在でも合板型枠が使われており、合板型枠は、現場での組み立て・加工性、経済性において、他の型枠と比較して圧倒的に優れていることから、金属製や樹脂製などの代替型枠への移行が、スムーズに進んでいない。打ち込み面を塗料でコーティングした塗装合板を使用することで、コンクリート打込み型枠の転用回数を増やし、廃棄物の削減を図っているのが実情である。

しかし、この塗装合板を用いたコンクリート打込み型枠でコンクリートを打ち込むと、コンクリート部材の仕上げ面に平滑で緻密な面が形成されることから、タイルや石材などの表面仕上げ材を仕上げ面に後張りすると、十分な接着性が確保されないため、剥落事後を引き起こすことも少なくない。
一方で、コンクリート部材の仕上げ面は、ひび割れを生じやすいことが一般に知られており、コンクリート部材が構造物の外壁を構成する場合には、このひび割れから漏水することも少なくない。コンクリート部材の仕上げ面に、モルタルやタイル等の無機系仕上げを施しても、コンクリート部材のひび割れに対しては、ほぼ対処できない。

このような中、例えば、特許文献１に示すように、耐アルカリ、または耐水性繊維からなる立体網目状シートを内方にあらかじめ配置したコンクリート打込み型枠にコンクリートを打設することにより、仕上げ面に立体網目シートによる粗面が形成されたコンクリート部材を製作する方法が考案されている。これらは、コンクリート打込み型枠に立体網目状シートが配置されているため、脱型が容易であり、かつ立体網目シートを介して表面仕上げ材をコンクリート部材の仕上げ面に強固に固着できるものである。
特公昭６２−５３６６６号公報（第２頁参照）

しかし、上述する方法により製作したコンクリート部材の仕上げ面は、施工状況に応じて打設したコンクリートのセメントペーストが立体網目状シート全体に染み出すことにより、立体網目状シートがコンクリート部材に埋没し、必ずしも表面仕上げ材を強固に固着できるような粗面が形成できない場合が生じる。

本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、外壁仕上げ材の剥落安全性を確保できる、粗面材、及び粗面材付きコンクリート部材を提供することを目的としている。

請求項１記載の粗面材は、構造物を構成するコンクリート部材の仕上げ面に配置され、該仕上げ面に粗面を形成する粗面材であって、該粗面材はその部材厚全体にわたって不織布によって構成されているとともに、該粗面材の部材厚方向の中間部には、その両側の表裏面近傍を構成している不織布よりも繊維密度の高い不織布からなる層が一様に備えられていることを特徴としている。

請求項２記載の粗面材は、該粗面材を構成している不織布の表裏面いずれか一方から部材厚方向の中間部にわたり、不織布を構成する繊維層を立体的に残存するようにポリマーセメントが塗布されることを特徴としている。

請求項３記載の粗面材付きコンクリート部材は、請求項１または２に記載の粗面材を用いた粗面材付きコンクリート部材であって、構造物を構成するコンクリート部材と、表裏面のいずれか一方が、該コンクリート部材の仕上げ面に打ち込まれる前記粗面材とにより構成されることを特徴としている。

請求項１に記載の粗面材によれば、部材厚方向の中間部に繊維密度の高い層を一様に備えていることから、粗面材に安定した強度を付与できるとともに、粗面材を製造する工程からコンクリート部材の仕上げ面に一体的に配置する工程に至るまで、粗面材に良好な寸法安定性を保持することが可能となる。

請求項２に記載の粗面材によれば、前記不織布の表裏面いずれか一方から部材厚方向の中間部にわたり、ポリマーセメントが塗布されることから、不織布にポリマーセメントが含浸することにより、粗面材に高い耐久性を確保することが可能となる。

請求項３に記載の粗面材付きコンクリート部材によれば、コンクリート部材の仕上げ面に粗面材が配置されることから、表面仕上げ材をコンクリート部材の仕上げ面に固着するための接着剤が粗面材の表面に十分含浸して、該接着剤と粗面材による仕上げ層がコンクリート部材の仕上げ面に形成される。該仕上げ層には、粗面材に不織布を用いたことによる投錨効果が備えられているため、コンクリート部材と表面仕上げ材とを強固に一体化することが可能となる。
また、前記コンクリート部材の仕上げ面上に形成された仕上げ層は、ひずみの吸収層ともなるため、表面仕上げ材の剥落を防止することが可能となる。

さらに、粗面材の表面または裏面にポリマーセメントを備えることにより、コンクリート部材の仕上げ面に安定した防水機能を付与することが可能となる。
これにより、コンクリート構造物の開口部周りや斜め壁など、コンクリート部材にひび割れが発生しやすく、表面仕上げ材の剥落が生じやすい部位においても、前記粗面材がひび割れに追従するため、表面仕上げ材の剥落を防止できるとともに、かつ、防水性能を発揮するため、外壁からの漏水を防止することが可能となる。

以下、本発明に係る粗面材、及び粗面材付きコンクリート部材について、図１から図３に基いて説明する。本発明の粗面材はその全体が不織布により構成されているとともに、部材厚方向の中間部を、表裏面と比較して繊維密度を高く形成した不織布により構成することにより、粗面材の形状を安定に保持するとともに、コンクリート部材に対して一体的に配置する際にコンクリート部材を構成するコンクリートを均一に含浸し、耐久性をも保持できるものである。

図１に示すように、粗面材付きコンクリート部材３は、構造物を構成するコンクリート部材４の仕上げ面に粗面材１が配置されたもので、該粗面材１は、不織布２により構成され、その裏面がコンクリート部材４に埋設されることにより、コンクリート部材４に一体化されている。

このような粗面材付きコンクリート部材３は、コンクリート部材４の仕上げ面に粗面材１を配置する構成とすることにより、粗面材１の表面に、外壁タイル等の表面仕上げ材８を後張りする際に用いるモルタル等の接着剤５が十分含浸して、該接着剤５と粗面材１による仕上げ層７が粗面材付きコンクリート部材３の仕上げ面に形成される。該仕上げ層７には、粗面材１に不織布２を用いたことによる投錨効果が備えられているため、粗面材付きコンクリート部材３を構成するコンクリート部材４と表面仕上げ材８とを強固に一体化できるものである。また、前記粗面材付きコンクリート部材３の仕上げ面上に形成された仕上げ層７は、ひずみの吸収層ともなるため、表面仕上げ材８の剥落を防止できるものである。

ところで、該粗面材１は、先にも述べたように不織布２により構成されており、該不織布２は、繊維を一旦糸にして形成した織物とは異なり、短繊維または長繊維を相互に接着する、またはニードリングして、立体的な繊維層を形成したものである。これらの材質は、ビニロン、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエステル、綿、麻等、耐アルカリ性を有する材質であれば、何れを用いても良い。また、繊維の太さは、補強効果を十分有するとともに、不織布を製造する際の繊維の絡まり合いが期待できる程度を目安としており、約５〜300デニール程度が好ましい。

本実施の形態において、該不織布２には、図１に示すように、表裏面と部材厚方向の中間部とで、その繊維密度を違えたものを用いており、部材厚方向の中間部には、表裏面と比較して繊維密度の高い層２ａが形成されている。これら不織布２に形成される繊維密度の高い層２ａは、該不織布２から粗面材１を製造する工程から、該粗面材１を前記コンクリート部材４の仕上げ面に一体的に配置する工程に至るまで、良好な寸法安定性を保持することを目的に備えられるもので、本実施の形態では、繊維密度の高い不織布として一般に知られているスパンボンドを配置している。

また、不織布２の部材厚方向の中間部に繊維密度の高い層２ａを形成する構成は、上述する目的に留まらず、前記粗面材付きコンクリート部材３を製作するに際し、該不織布２の裏面側、つまり粗面材１の裏面側に含浸するコンクリートモルタルを、繊維密度の高い層に均一に含浸させることにより、これをあたかも芯材のように見立てて、粗面材１自身に高い耐久性能を持たせる機能と、表面側へのコンクリートセメントペーストの染み出しを防止する機能の両者を、付与することを目的とするものである。

したがって、粗面材１を構成する不織布２の表裏面の繊維密度は、コンクリートモルタルのしみ込みが確認できるとともに、コンクリート部材４との一体化が可能な程度に設定すれば良く、一方、部材厚方向の中間部に位置する繊維密度の高い層２ａは、表裏面の繊維密度より高く、コンクリートモルタルが十分含浸するものの、裏面側から表面側に染み出しを生じさせることのない範囲の繊維密度に設定すればよい。

なお、部材厚方向の中間部に形成する繊維密度の高い層２ａは、必ずしもスパンボンドを用いて形成することにこだわるものではなく、コンクリートモルタルが十分含浸する繊維密度を有し、裏面側から表面側にセメントペーストの染み出しを生じさせることがなく、表裏面と比較して高い繊維密度を有する不織布であれば良い。

ところで、前記粗面材１は、図２及び図３に示すように、前記不織布２の表裏面いずれか一方に、不織布２を構成する繊維層を立体的に残存するようにポリマーセメント６を塗布させたものを用いても良い。該ポリマーセメント６は、耐アルカリ性を有する材料よりなり、ポリアクリル酸エステル共重合体エマルジョン、ＳＢＲエマルジョン、エチレン酢酸ビニル共重合体エマルジョン等、何れを用いても良い。このように、前記不織布２に該ポリマーセメント６を塗布する構成は、粗面材１に高度な耐久性能、及びこれに加えて防水性能を付与することを目的とするものである。
ここで、前記不織布２へのポリマーセメント６の塗布量は、ポリマーセメント６が不織布２に塗布された状態においても、不織布２の巻き取りが容易な程度の硬度を有するとともに、表面仕上げ材８をコンクリート部材４に後張りする際に用いる接着剤５との接着性を維持できる量を目安とするが、粗面材１に耐久性能のみを付与する場合、及び耐久性に加えて防水性能を付与する場合とで、その条件が異なる。

具体的には、前記粗面材１に、少なくともなくとも耐久性を保持する場合には、乾燥重量比として500〜2000g/m^２程度のポリマーセメント６を確保することが好ましい。
ここで、乾燥重量比を2000g/m^２以下とするのは、不織布２の表裏面が平滑化されることなく繊維層が立体的に残存し、粗面材１にアンカー効果が期待できることを考慮するものである。また、500g/m^２以上とするのは、前述した粗面材付きコンクリート部材３の製作に際し、ポリマーセメント６の塗布領域において、ピンホールの発生によるセメントペーストの染み出しを抑制するものである。なお、最適な範囲乾燥重量比としては、800〜1200g/m^２程度が適当である。

一方、前記粗面材１に、耐久性のみでなく、防水性能をも期待する場合には、乾燥重量比として1000〜2000g/m^２程度のポリマーセメント６を確保することが好ましい。
ここで、乾燥重量比を1000g/m^２以上とするのは、ポリマーセメント６の塗布領域において、ピンホールの発生量が２〜３個/m^２程度であったとしても、静水圧３kg/m^２水圧下では透水することが確認されていることを考慮し、ポリマーセメント６の塗布領域におけるピンホールの発生量をより抑制するためである。

また、上述するように、前記粗面材１にポリマーセメント６を備える場合には、不織布２の部材厚方向の中間部に形成される繊維密度の高い層２ａについて、その部材厚を２mm以下で、繊維密度を約10〜100g／m^２程度とする構成が望ましい。
ここで、約10g／m^２以上とするのは、不織布２の一方の面に塗布するポリマーセメント６の、他方の面への染み出しを防止し、染み出しにより他方の面に不均一な面が形成される現象を抑制するものであり、また、ポリマーセメント６の塗布時における不織布２の寸法を安定に保持し、製造を容易にするものである。
また、約100g／m^２以下とするのは、ポリマーセメント６及び前記表面仕上げ材８の接着に用いる接着剤５の、部材厚方向の中間部２ａへの含浸が不十分で、不織布２に繊維だけの層が残ることにより、ひいては粗面材１の耐久性に問題が起こる現象を解消するためである。
なお、理想的には、部材厚方向の中間部２ａに、約20〜60g／m^２程度の繊維密度の高い層が厚み0.1〜0.5mmにわたり形成されている状態が好ましい。

なお、図２に示すように、粗面材１の裏面側へのポリマーセメント６の塗布は、仕上げ面側の前記不織布２の毛羽立ちを促進するような、前記接着剤５の塗布方法を用いることにより、前記仕上げ層７において該接着剤５の繊維補強効果が向上し、大型の表面仕上げ材８をコンクリート部材４の仕上げ面に固着することが可能となる。
一方、図３に示すように、粗面材１の表面側へのポリマーセメント６の塗布は、コンクリート部材４の仕上げ面側の前記不織布２の毛羽立ちを比較的少なくするため、前記接着剤５の薄塗り、もしくは表面仕上げ材８の直張り施工に適している。

上記した構成からなる粗面材１によれば、不織布２が部材厚方向の中間部に、繊維密度の高い層２ａを一様に備えていることから、粗面材１に安定した強度を付与できるとともに、粗面材１の製造工程からコンクリート部材４に一体的に配置する工程に至るまで、良好な寸法安定性を保持することが可能となる。

また、前記粗面材１を構成する不織布２の表裏面いずれか一方から部材厚方向の中間部にわたり、ポリマーセメント６が塗布されることから、不織布２にポリマーセメント６が含浸することにより、粗面材１に高い耐久性を確保することが可能となる。

このとき、ポリマーセメント６の塗布量を、その乾燥重量として500ｇ／ｍ^２以上2000ｇ／ｍ^２以下と設定することにより、ポリマーセメント６が不織布２における繊維密度の高い層２ａにも十分含浸して、繊維密度の高い層２ａにも耐久性を確保することが可能になる一方、繊維密度の高い層２ａで含浸が留まるため、不織布２のポリマーセメント６を塗布していない他方の面近傍において、不均一なポリマーセメント６の塗布領域の形成や、不織布のポリマーセメント６への埋没を防止することが可能となる。

一方、ポリマーセメント６の塗布量を、その乾燥重量として1000ｇ／ｍ^２以上2000ｇ／ｍ^２以下と設定することにより、ポリマーセメント６に生じるピンホールを抑制できるため、粗面材１に防水性能を付与することが可能となる。

さらに、不織布２に備えられている繊維密度の高い層２ａを、10ｇ／ｍ^２以上100ｇ／ｍ^２以下に繊維密度を設定することにより、ポリマーセメント６もしくは前記接着剤５が均一に不織布２の繊維密度の高い層２ａに含浸するため、これに伴い、粗面材１には不織布２のみの層が存在しないため、粗面材１に高い耐久性を確保することが可能となる。
一方、ポリマーセメント６及び接着剤５の含浸は、塗布された表裏面いずれか一方から繊維密度の高い層２ａで留まるため、他方の面への不均一な染み出しを防止できるとともに、粗面材１の形状も変形することがなく、粗面材１の寸法を安定に保持することが可能となる。

粗面材付きコンクリート部材３は、コンクリート部材４の仕上げ面に粗面材１が配置されることから、粗面材１の表面に、外壁タイル等の表面仕上げ材８を後張りする際に用いるモルタル等の接着剤５が十分含浸して、該接着剤５と粗面材１による仕上げ層９が粗面材付きコンクリート部材３の仕上げ面に形成されるが、該仕上げ層９には、粗面材１に不織布２を用いたことによる投錨効果が備えられているため、粗面材付きコンクリート部材３を構成するコンクリート部材４と表面仕上げ材８とを強固に一体化することが可能となる。また、前記粗面材付きコンクリート部材３の仕上げ面上に形成された仕上げ層９は、ひずみの吸収層ともなるため、表面仕上げ材８の剥落を防止することが可能となる。

また、前記粗面材付きコンクリート部材３を構成する粗面材１に、部材厚方向の中間部に繊維密度の高い層２ａを有する不織布２を用いていることから、コンクリート部材４を構成するコンクリートの打設時に、前記粗面材１の繊維密度の高い層２ａに、コンクリートモルタルが均一に染み込む一方で、コンクリート打設時のドライアウトが生じないため、コンクリート硬化後のコンクリート部材４と粗面材１とは強固に一体化することが可能となる。

さらに、前記粗面材１に、その塗布量が、その乾燥重量として1000ｇ／ｍ^２以上2000ｇ／ｍ^２以下のポリマーセメント６を備えることにより、粗面材付きコンクリート部材３の仕上げ面に安定した防水機能を付与することが可能となる。

以上、本発明に係る粗面材１、粗面材付きコンクリート部材３、及び粗面材付きコンクリート部材３の製造方法に係る実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明に係る粗面材付きコンクリート部材の詳細を示す図である。 本発明に係るポリマーセメントを塗布した粗面材を用いた、粗面材付きコンクリート部材を示す図である。 本発明に係るポリマーセメントを塗布した粗面材を用いた、粗面材付きコンクリート部材の他の事例を示す図である。

符号の説明

１ 粗面材
２ 不織布
３ 粗面材付きコンクリート部材
４ コンクリート部材
５ 接着剤
６ ポリマーセメント
７ 仕上げ層
８ 表面仕上げ材

Claims (3)

1. 構造物を構成するコンクリート部材の仕上げ面に配置され、該仕上げ面に粗面を形成する粗面材であって、
   該粗面材はその部材厚全体にわたって不織布によって構成されているとともに、
   該粗面材の部材厚方向の中間部には、その両側の表裏面近傍を構成している不織布よりも繊維密度の高い不織布からなる層が一様に備えられていることを特徴とする粗面材。
2. 請求項１に記載の粗面材において、該粗面材を構成している不織布の表裏面いずれか一方から部材厚方向の中間部にわたり、不織布を構成する繊維層を立体的に残存するようにポリマーセメントが塗布されることを特徴とする粗面材。
3. 請求項１または２に記載の粗面材を用いた、粗面材付きコンクリート部材であって、
   構造物を構成するコンクリート部材と、
   表裏面のいずれか一方が、該コンクリート部材の仕上げ面に打ち込まれる前記粗面材とにより構成されることを特徴とする粗面材付きコンクリート部材。

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