JP5115999B1 - 構造物用ゴム支承補修材及びそれを用いた構造物用ゴム支承補修工法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗布作業が容易で、ゴム支承表面との接着性が良く、塗布後の乾燥が早く、塗布後に形成される保護被膜の可撓性、耐候性及び耐老化性が良好な構造物用ゴム支承補修材及びそれを用いた構造物用ゴム支承補修工法を提供することを目的とする。
【解決手段】表面が劣化したゴム支承に塗布され耐候性及び耐老化性に優れた保護被膜を形成する構造物用ゴム支承補修材において、未加硫のクロロプレンゴムに老化防止剤と、加硫剤としての金属酸化物、加硫促進剤、補給剤、接着性能向上のための樹脂を加えて混合溶剤に混合して形成することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築物、橋梁等の構造物の上部構造と下部構造の間に設置される構造物用ゴム支承の劣化した表面を補修する構造物用ゴム支承補修材及びそれを用いた構造物用ゴム支承補修工法に関する。

建築物や橋梁等の構造物の上部構造と下部構造の間に、上部構造の荷重を支持する構造物用ゴム支承が使用される。構造物用ゴム支承としては、ゴムと複数の補強鋼板を鉛直方向に積層し加硫一体成形した積層ゴムや、積層ゴムに鉛プラグを挿入した鉛プラグ入り積層ゴム及び高減衰性ゴムを用いた免震支承等がある。

ゴム支承は、構造物全体の耐久性、安全性に係る重要な免震構造部材であり、この機能は長期に亘り保持されなければならない。構造物用ゴム支承は、使用される周囲の環境、使用方法、ゴム製品の形状等により、雰囲気中の酸素、オゾン、紫外線などが複合的に作用し、ゴムのクリープ、永久歪、ゴム硬さ、バネ定数などの物理的性質が時間の経過と共に変化する。この様な現象をゴム支承の劣化と呼び、劣化の進行によりゴム支承表面に亀裂が発生する。そのため、劣化したゴム支承表面の補修を目的として劣化したゴム支承表面に補修材を塗布し保護被膜を形成して補修する補修工法が実施されている。補修材としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、天然ゴムや合成ゴムのゴム系等が使用されている。

特開２００９−１０１６１６号公報

構造物用ゴム支承の表面補修に用いる補修材としては、塗布作業の容易性、ゴム支承表面との接着性及び塗布後の速乾性が良好で、塗布後に形成される保護被膜は、ゴム支承の荷重による変形に追随する可撓性が良好で、表面が過酷な環境に曝せれるため耐候性及び耐老化性が良好であることが要求される。さらに、補修材の入手が容易で低価格であることが要求される。しかしながら、従来の構造物用ゴム支承補修材は十分にこの要求に対応するものではなかった。

本発明は、従来技術の持つ課題を解決する、構造物用ゴム支承補修材及びそれを用いた構造物用ゴム支承補修工法を提供することを目的とする。

本発明の構造物用ゴム支承補修材は、前記課題を解決するために、表面が劣化したゴム支承に塗布され耐候性及び耐老化性に優れた保護被膜を形成する構造物用ゴム支承補修材において、未加硫のクロロプレンゴムに、老化防止剤としてのフェニル‐１‐ナフチルアミンと、加硫剤としての金属酸化物と、加硫促進剤としてのエチレンチオウレアと、補強剤としてのカーボンブラックと、接着性能向上剤としてのアルキルフェノール樹脂とを加え、これらの物質を、トルエン、ｎ−ヘキサン、酢酸エチルからなる混合溶剤に混合して形成することを特徴とする。

また、本発明の構造物用ゴム支承の補修工法は、構造物用ゴム支承表面の劣化度を調査し、劣化したゴム支承表面に請求項１に記載の構造物用ゴム支承補修材をエアースプレイ、ロールコーター、刷毛のいずれかの塗布具を用いて塗布し、塗布した補修材を乾燥させてゴム支承表面に耐候性及び耐老化性に優れた保護被膜を形成することを特徴とする。

表面が劣化したゴム支承に塗布され耐候性及び耐老化性に優れた保護被膜を形成する構造物用ゴム支承補修材において、未加硫のクロロプレンゴムに、老化防止剤としてのフェニル‐１‐ナフチルアミンと、加硫剤としての金属酸化物と、加硫促進剤としてのエチレンチオウレアと、補強剤としてのカーボンブラックと、接着性能向上剤としてのアルキルフェノール樹脂とを加え、これらの物質を、トルエン、ｎ−ヘキサン、酢酸エチルからなる混合溶剤に混合して形成することで、塗布作業が容易で、ゴム支承表面との接着性及び塗布後の乾燥が早く、塗布後に形成される保護被膜がゴム支承の荷重による変形に追随する可撓性が良好で、表面が過酷な環境下でも耐候性及び耐老化性に優れた長寿命の保護被膜とすることが可能となる。また、混合溶剤をトルエン、ｎ−ヘキサン、酢酸エチルとすることで、クロロプレンゴムと配合材料の溶解性を向上することが可能となる。
構造物用ゴム支承表面の劣化度を調査し、劣化したゴム支承表面に請求項１に記載の構造物用ゴム支承補修材をエアースプレイ、ロールコーター、刷毛のいずれかの塗布具を用いて塗布し、塗布した補修材を乾燥させてゴム支承表面に耐候性及び耐老化性に優れた保護被膜を形成することで、塗布作業が容易で、ゴム支承表面との接着性が良く、塗布後の乾燥が早く、耐候性及び耐老化性に優れた保護被膜を短時間の作業で実施することができ、低コストの補修工法とすることが可能となる。

本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。

本発明の実施の形態を図により説明する。図１は、構造物用ゴム支承１の一実施形態を示す概略図である。

構造物用ゴム支承１は、建築物や橋梁等の構造物の下部構造２と上部構造３の間に配置される。下部構造２に固定ボルト６により下鋼板４が固定される。上部構造３には、セットボルト１０を介して上鋼板５が固定される。この実施形態では、上鋼板５と下鋼板４との間に積層ゴム支承が配置される。積層ゴム支承は、ゴム７と補強鋼板８を鉛直方向に複数枚積層して形成される。積層ゴム支承の上部に上部連結鋼板９が配置される。上部連結鋼板９を含む積層ゴム支承と下鋼板４を加硫一体成形により一体化しても良い。セットボルト１０を積層ゴム支承の上部連結鋼板１０まで延長し、積層ゴム支承と上部構造３を固定しても良い。構造物用ゴム支承１としては、積層ゴム支承に鉛プラグを挿入した鉛プラグ入り積層ゴム支承や、高減衰性ゴムを用いた免震支承としても良い。

このような構造物用ゴム支承１は、使用される周囲の環境、使用方法、ゴム製品の形状等により、雰囲気中の酸素、オゾン、紫外線等の光などが複合的に作用し、ゴムのクリープ、永久歪、ゴム硬度、バネ定数等の物理的性質が時間の経過に伴い変化する。このような現象をゴム支承の劣化と呼んでいるが、ゴム支承の劣化によってゴム支承表面に亀裂が発生する。ゴム支承の劣化は、ゴムが外気に露出している部分から進行し長期間使用したゴム支承の側面等の外気への露出部分の劣化は避けられない。しかし、ゴム支承の露出部以外の大部分の品質は保持されている。このような状態の構造物用ゴム支承１を新しいものに交換することも考えられるが、そのためには施工時間と施工費用がかかり、低コスト化が要求される構造物用ゴム支承の技術分野においては、安価で作業時間が短くて済む補修により長寿命化を図ることが重要な課題となっている。

上記のような要求を解決するため、本発明では、表面が劣化し亀裂等が発生したゴム支承表面に最適な補修材を塗布し乾燥させて耐候性及び耐老化性に優れた保護被膜を形成する補修工法を実施する。

構造物用ゴム支承１の表面補修材としては、塗布作業の容易性、ゴム支承表面との接着性及び塗布後の速乾性が良好で、塗布後に形成される保護被膜が、ゴム支承の荷重による変形に追随する可撓性、耐候性及び耐老化性が良好で、材料の入手が容易で低価格であること等が要求される。

上記のような要求を満たす構造物用ゴム支承補修材として、未加硫のクロロプレンゴムに、補強剤、接着性能向上剤のための樹脂、老化防止剤、架橋剤としての金属酸化物及び加硫促進剤を配合し、混合溶剤に混合したものが最適であることを見出した。

クロロプレンゴム系の補修材は、ポリマーの結晶化性を利用した接着力を有する補修材である。従って、温度が上昇すると結晶が融けて接着力が低下する。これを防止するために、金属酸化物として酸化マグネシウムと酸化亜鉛を加える。酸化マグネシウムと酸化亜鉛は、クロロプレンゴム系補修材が老化中に放出する微量の塩酸を吸収するとともに、クロロプレン系補修材を常温で除々に加硫する働きをする。

酸化マグネシウムと酸化亜鉛の常温での加硫速度は遅いため、必要に応じて加硫促進剤としてエチレンチオウレアを加え常温下での加硫を促進しても良い。また、補強剤としてカーボンブラックを加えても良い。カーボンブラックは、形成される保護被膜の強度を向上させると共に、形成される保護被膜の色調をゴム支承に近いダーク色調に色付けする働きをする。また、接着性能向上剤としてのアルキルフェノール樹脂を加えることで補修材の接着力を向上することが可能となる。

図２に各材料の配合比率を示す。配合比率ｐｈｒは、未加硫のクロロプレンゴム１００重量部に対する配合比率を示す。

図２に示される各材料の配合手順を説明する。
第1配合手順：クロロプレンゴム１００ｇに、図２のＮｏ．１０の補強剤としてのカーボンブラック2〜５ｇと、図２のＮｏ．６の老化防止剤としてのフェニル‐１‐ナフチルアミン１〜２ｇと、図２のＮｏ．７の加硫剤としての酸化マグネシウム２〜４ｇと、図２のＮｏ．８の加硫剤としての酸化亜鉛３〜５ｇと、図２のＮｏ．９の加硫促進剤としてのエチレンチオウレア０〜１ｇとを配合して混練し、厚み０．５〜１．０ｍｍに分出する。
第２配合手順：分出したゴムを約２×１０ｍｍに栽断する。
第３配合手順：混合溶剤３４５ｇ[４２８ｍｌ（トルエン１２８ｍｌ＋ｎ−ヘキサン１７２ｍｌ＋酢酸エチル１２８ｍｌ）]を用意し、その内の３００ｍｌの混合溶剤に栽断したゴムを撹拌機で撹拌しながら混合する。
第４配合手順：ゴムが完全に溶解した後、図２のＮｏ．１１の接着性能向上剤としての酸化マグネシウム1〜４ｇを撹拌しながら投入する。
第５配合手順：残った混合溶剤１２８ｍｌを別容器にいれ、図２のＮｏ．６の接着性能向上剤としてのアルキルフェノール樹脂５〜４５ｇ投入し混合溶解する。
第６配合手順：アルキルフェノール樹脂が溶解した混合溶剤１２８ｍｌと、第4工程が完了した混合溶剤３００ｍｌを混合し、更に、図２のＮｏ．１２の溶剤としての水１ｇを加えて撹拌する。

上記第１〜第６配合手順を経て構造物用ゴム支承補修材が生成される。このようにして生成された構造物用ゴム支承補修材は、構造物用ゴム支承表面との接着力が強く、塗布作業も通常の塗布具で容易に実施でき、塗布後、１分３０秒以内に乾燥するため、狭い作業空間での作業効率を向上することが可能となる。

また、塗布後乾燥して形成される保護被膜１１は、ゴム支承の荷重による変形に追随する可撓性が良好で、耐候性及び耐老化性も良好である。

次に、生成された構造物用ゴム支承補修材を用いた構造物用ゴム支承の補修工法について説明する。

第1工程：構造物用ゴム支承表面の劣化度を肉眼により調査する。
第２工程：調査の結果、補修が必要であると判定された構造物用ゴム支承表面を必要に応じてクリーニングする。
第３工程：表面がクリーニングされた構造物用ゴム支承表面にエアースプレイ、ロールコーター、刷毛等の塗布具を用いて補修材を均等厚みで塗布する。
第４工程：塗布された補修材を乾燥させ、劣化した構造物用ゴム支承表面に耐候性及び耐老化性に優れた保護被膜１１を形成する。

以上のように、本発明の構造物用ゴム支承補修材及びそれを用いた構造物用ゴム支承補修工法によれば、入手が容易な材料で製造が可能で、塗布作業が容易で、ゴム支承表面との接着性が良く、塗布後の乾燥が早く、ゴム支承の変形に追随する可撓性、耐候性及び耐老化性に優れた保護被膜を形成することを可能とし、補修作業を短時間で実施することができるので低コストの補修工法とすることが可能となる。

１：構造物用ゴム支承、２：下部構造、３：上部構造、４：下鋼板、５：上鋼板、６：固定ボルト、７：ゴム、８：補強鋼板、９：上部連結鋼板、１０：セットボルト、１１：保護被膜

Claims (2)

1. 表面が劣化したゴム支承に塗布され耐候性及び耐老化性に優れた保護被膜を形成する構造物用ゴム支承補修材において、
   未加硫のクロロプレンゴムに、老化防止剤としてのフェニル‐１‐ナフチルアミンと、加硫剤としての金属酸化物と、加硫促進剤としてのエチレンチオウレアと、補強剤としてのカーボンブラックと、接着性能向上剤としてのアルキルフェノール樹脂とを加え、これらの物質を、トルエン、ｎ−ヘキサン、酢酸エチルからなる混合溶剤に混合して形成することを特徴とする構造物用ゴム支承補修材。
2. 構造物用ゴム支承表面の劣化度を調査し、
   劣化したゴム支承表面に請求項１に記載の構造物用ゴム支承補修材をエアースプレイ、ロールコーター、刷毛のいずれかの塗布具を用いて塗布し、
   塗布した補修材を乾燥させてゴム支承表面に耐候性及び耐老化性に優れた保護被膜を形成することを特徴とする構造物用ゴム支承補修工法。

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