JP5866257B2

JP5866257B2 - コンクリート湿潤養生用シートの製造方法

Info

Publication number: JP5866257B2
Application number: JP2012121960A
Authority: JP
Inventors: 貴士羽渕; 亮一田中; 歴堀本; 杉山　稔; 稔杉山
Original assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd; Toa Corp
Current assignee: Kurashiki Spinning Co Ltd; Toa Corp
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2032-05-29
Also published as: JP2013245526A

Description

本発明は、コンクリート打設時に使用する湿潤養生用シートの製造方法に関する。

コンクリート表面の品質（緻密性）は、コンクリートの養生方法により影響を受ける。すなわち、コンクリート表面をできるだけ長い期間湿潤状態を保つことによってセメントの水和反応を促進させ、緻密性の高いコンクリート表面を形成させることが重要である。換言すると、必要な養生期間においてコンクリート表面が乾燥すると、コンクリートの品質が低下することになる。理想的な養生方法は、水中で養生を行なう水中養生であるが、実構造物での水中養生は現実的ではない。また、コンクリート表面に常時給水するなどの散水による養生方法もあるが、流れる水がアルカリ性を呈する問題も存在する。さらに、水平面を湿潤状態に保つことは比較的容易であるが、鉛直面について水平面と同等の湿潤状態を保持することは困難である。

従来技術として、乾燥防止のため、高吸水性ポリマー等の吸水性材料を混用した不織布等のシート状物を作製し、打設コンクリート表面にこれを用いることが、例えば特許文献１〜２に提案されている。また、レーヨン繊維を用いた不織布に高分子水吸収材と架橋ポリエチレンオキサイドを部分的に配置し架橋させることが提案されている。しかし、従来の提案は、吸水させた養生シートが非常に重く、コンクリート打設面に装着する際の負担が大きいという問題や保水材がシート面状で連続していないため均一に湿潤養生しにくいという問題がある。

特開平６−２１２７９９号公報特開平８−１８８４８６号公報特開２００２−８１２１０号公報

本発明は、上記問題を解決するため、保水状態でも軽量であり、長期保水性に優れ、繰り返し使用ができるコンクリート湿潤養生用シートの製造方法を提供する。

本発明のコンクリート湿潤養生用シートの製造方法は、繊維シートの表面に保水部が形成され、裏面にはフィルムが一体化されているコンクリート湿潤養生用シートの製造方法であって、前記繊維シートはセルロース繊維を含む繊維シートであり、前記保水部の前記セルロース繊維シートの繊維表面には電子線照射により保水性化合物がグラフト重合されており、前記コンクリート湿潤養生用シートの吸水率は５０〜３５９重量％であることを特徴とする。

本発明は、繊維シートに電子線照射され、保水性化合物がグラフト重合されていることにより、保水性化合物が繊維シートに均一にグラフト重合され、保水時であっても軽量で作業性がよく、垂直部に使用しても水の落下が少なく、長期保水性に優れ、繰り返し使用ができるコンクリート湿潤養生用シート及びこれを用いたコンクリート養生方法を提供できる。また、本養生シートは、繊維シート表面に保水部が均一に形成されているため、効率よく吸水及び保水することができ、コンクリート表面を均一に湿潤状態に保つことができる。さらに、従来技術に比較して少量の吸水での保水期間が長く、養生シート自身を軽量にすることができ、保水性能が高いために、鉛直面に使用しても水の落下による養生シートの乾燥を抑制することができる。さらに、保水性化合物は繊維にグラフト重合されているため、保水性化合物が繊維から脱落することがなく、繰返し使用に耐えることができる。

図１は本発明の一実施例におけるコンクリート湿潤養生用シートの模式的断面図である。図２は本発明の別の実施例におけるコンクリート湿潤養生用シートの模式的断面図である。図３は本発明の一実施例におけるコンクリート湿潤養生用シートを用いたコンクリート養生方法を示す斜視図である。図４は本発明の別の実施例におけるコンクリート湿潤養生用シートを用いたコンクリート養生方法を示す斜視図である。図５は図４のコンクリート養生方法を示す平面図である。図６は本発明の実施例と比較例のシートの給水量測定試験結果を示すグラフである。図７は本発明の実施例と比較例のシートの給水量測定試験結果を示すグラフである。図８は本発明の実施例と比較例のシートを用いて養生したコンクリートの給水量測定中の温湿度を示すグラフである。図９は本発明の実施例と比較例の透水量の経過時間変化を示すグラフである。

本発明のコンクリート湿潤養生用シートは、繊維シートに保水性化合物が固着され、裏面には水の蒸発を抑制するためのフィルムが一体化されており、例えば、繊維シートの表面側から電子線照射され、アクリル酸やアクリル酸塩のような保水性化合物がグラフト重合される。（化１）に示すとおり、例えばセルロース繊維に電子線照射をしてアクリル酸をグラフト重合するには、下記（化２）及び／又は（化３）に示すようにセルロースにアクリル酸がグラフト結合し、次いで中和処理により下記（化４）及び／又は（化５）に示すようにカルボン酸塩となると推測される。中和処理に使用する溶液は、NaOH,KOH,LiOH等のアルカリ金属水酸化物の水溶液を使用するのが好ましい。下記にNaOH水溶液による中和の例を示す。なお、Cellはセルロースのことである。また、中和工程に依らず、直接アクリル酸ナトリウムのようなアクリル酸塩をグラフト重合させることも可能である。

本発明において、コンクリート湿潤養生用シートを１００重量％としたとき、保水部の重量割合は５〜３５重量％であり、さらに好ましくは６〜２０重量％である。前記の範囲であれば十分な吸水性及び保水性を有する。

保水部は繊維シート層の表層の繊維表面に形成され、明確な層として存在するのではないが、おおむねその厚さは１０〜１０００μｍの範囲であるのが好ましく、さらに好ましくは１００〜５００μｍである。前記の範囲であれば十分な吸水性及び保水性を有する。

本発明で使用する保水性化合物は、電子線照射によりグラフト重合可能なものであればよく、例えば、アクリル酸、アクリル酸ナトリウム、ポリエチレングリコールジメタクリレート（アクリレート）、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート、アクリロイルモルホリン、ヒドロキシエチルメタクリレート（アクリレート）、ビニルピロリドン、ジメチルアクリルアミド、ポリビニルアルコール等が使用される。好ましくは、アクリル酸又はアクリル酸ナトリウムである。

本発明で使用できる繊維は、特に限定されるものではないが、電子線グラフト重合法を用いることが可能なセルロース繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維、ポリビニルアルコール繊維等が好ましい。特にセルロース繊維を有することが好ましい。セルロース繊維は木綿、麻、レーヨン、キュプラ等いかなるものであっても良い。生地に対するセルロース繊維の割合は、１０〜１００重量％の範囲で使用できる。

繊維シートは、シート状であれば特に制限されるものではないが、不織布又は織物が好ましい。厚さ、単位面積当たりの重量（目付）、寸法安定性などの特性に優れるからである。不織布はカードウェブから出発する不織布、エアーレイウェブから出発する不織布、湿式不織布、スパンボンド不織布、メルトブロー不織布、ニードルパンチ不織布、サーマルボンド不織布、ケミカルボンド不織布、水流交絡不織布などが使用できる。この中でもサーマルボンド不織布、ニードルパンチ不織布が好ましい。織物の場合は平織、綾織などの任意の組織を使用できる。

繊維シート層の単位面積当たりの重量（目付）は８０〜２５０ｇ／ｍ²が好ましく、さらに好ましくは９０〜２００ｇ／ｍ²である。前記の範囲であれば十分な親水性、吸水性、保水性を有する。

前記コンクリート湿潤養生用シートの吸水率は５０〜５００重量％が好ましく、さらに好ましくは１００〜４５０重量％である。前記の範囲であれば十分な親水性、吸水性、保水性を有する。

繊維シート層の保水層側（表面側）にはさらにネットや孔を有するフィルム等が一体化されていてもよい。ネットが一体化されているとさらに寸法安定性が高くなるほか、特に繊維シートとして不織布を用いた場合、養生終了時にコンクリート接触面から剥離が容易であり、また構成繊維の脱落もさらに防止できる。なお、ネットを一体化した状態で表面側（ネット付与側）から電子線加工を行うことにより、ネットにも保水性を付与することができる。

裏打ちされる蒸発抑制用のフィルムは、その材質が特に限定されるものではないが、例えばポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ナイロンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルムなどが使用できる。また、蒸発抑制用フィルムは繊維シートの裏面側に付与される。なお、本発明において繊維シートの表面側とは、コンクリートに接触する側の面をいい、裏面側とは、その反対側の面をいう。

本発明のコンクリート養生方法は、コンクリート打設後に前記シートをコンクリート打設面に装着して養生し、養生後取り外す。装着時にはシートを水に濡らして装着してもよい。養生中は、例えば１日に１回加水してシートが乾かないようにする。コンクリート施工は工事現場における施工でもよいが、工場生産の施工でもよい。どちらも自然養生の際に用いるのが好適である。なお、コンクリートの打設は、一般的に４方を型枠で囲んで、上からコンクリートを流し込む。コンクリートを流し込んだ面は開放状態なので、コンクリートがある程度固まった状態で養生シートを用いることができる。また、型枠面側（通常は鉛直面側）は、一定期間経過後（コンクリートが型枠をはずしても差し支え無い程度の強度が発現した後）に脱型し、その後そのコンクリート表面（型枠面）が乾燥しないように養生シートを用いる。

以下図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施例におけるコンクリート湿潤養生用シートの模式的断面図である。このコンクリート湿潤養生用シート１は繊維シート層２の表面に保水部４が形成され、裏面には補強フィルム３が一体化されている。保水部４は、繊維シート層表面に電子線照射され、アクリル酸ナトリウムがグラフト重合され、アクリル酸ナトリウムグラフト繊維として存在している。

図２は本発明の別の実施例におけるコンクリート湿潤養生用シートの模式的断面図である。このコンクリート湿潤養生用シート５は繊維シート層２の表面にネット６が一体化され、その上から保水層４が形成され、裏面には補強フィルム３が一体化されている。

以下実施例により、本発明をさらに具体的に説明する。なお本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

＜測定方法＞
表１に示す方法で測定した。

＜繊維シート＞
レーヨン繊維８０重量%と、ポリオレフィン系熱接着繊維２０重量%からなるカードウェブ不織布をニードルパンチ不織布（倉敷繊維加工社製：「ＫＢＰ１２０」）とした。目付と厚みは各実施例によって異なるので各実施例に記載する。
＜蒸発抑制用フィルム＞
ポリエチレン樹脂フィルムを使用した。フィルムと不織布シートは、両者を押出ラミネートにより一体化した。

（実施例１〜２）
不織布に電子線照射し、その後アクリル酸ナトリウムをＰａｄ法によりセルロース繊維に結合した例である。不織布の一方の面に対して、エレクトロカーテン型電子線照射装置（ＥＣ２５０／３０／９０Ｌ；（株）アイ・エレクトロンビーム製）により、窒素ガス雰囲気下で加速電圧２００ｋＶ、照射線量４０ｋＧｙの条件で電子線を照射した。電子線照射した生地を２０重量％アクリル酸ナトリウム（ナカライテスク（株）製）水溶液に浸漬し、絞り率約７０重量％になるまでマングルで絞り、その後、３５℃で一晩放置した。一晩放置後、再度同条件により電子線照射を行う。その後不織布に付着している未反応モノマーを除去するために湯洗、水洗後、マングルで絞り、乾燥機にて１００℃で１８０秒乾燥し、評価試料とした。条件と結果を表２に示す。

（実施例３）
ニードルパンチ不織布の表面にポリエチレン素材からなるネット(目付１５g/m²)を熱融着し、その後、裏面に蒸発抑制用フィルムをラミネートした以外は実施例１〜２と同様に実施した。条件と結果を表２に示す。

（実験１）
次に実施例１〜３の繊維シート（養生シート）と、比較例として市販品養生シートの吸水量の経時変化を測定した。サンプルの大きさは縦250mm、横250mmとし、水中に１時間浸漬した後に引き上げて、１分後の重量を測定し、それを初期重量とした。その後２０℃の室内に吊るし干しし、時間経過による重量変化を測定した。図６は吸水量の経時変化グラフ、図７は図６の対比グラフ、図８は測定時の温度と湿度の条件である。図６及び図７において、サンプルＡは実施例１品、サンプルＢは実施例２品、サンプルCは実施例３品を示す。図６及び図７から、実施例１〜３の繊維シートは比較例品に比べて保水量が同等以上であることがわかる。なお、図６における経過時間（分）０の値は、初期重量を示し、実施例１〜３の繊維シートは比較例品に比べて初期重量が軽いことがわかる。

（実験２）
次に図３に示すコンクリート（直径100ｍｍ、高さ200ｍｍの円筒形）の円周面（垂直面）１０に繊維シートを養生シートとして貼り、養生シートの上下端部は試験体より1ｃｍはみ出させた状態とした。上下面１１にはアルミテープを貼った。コンクリートの配合内容は表３に示すとおりである。

コンクリート打設後封緘養生し、材齢２日後に型枠を脱型してすぐに養生シートを装着して養生した。１日１回の割合で養生シートの上から加水し、材齢28日までコンクリート表面の湿潤状態を保持した。温度は２０℃の室内に保った。材齢28日で圧縮強度を測定した。各試験体の圧縮強度及び単位体積重量は表４に示すとおりである。なお比較例として市販品養生シート、市販の被膜養生剤を用いた例、水中養生（水温２０℃）、気中養生（室温２０℃×湿度５０％）を加えた。

表４から，実施例１〜３の養生シートを用いたときの圧縮強度および単位体積重量は、水中養生と同程度で，気中養生より大きな値となったことがわかる。

（実験３〜６）
実験３として表面観察、実験４として透気試験、実験５として透水試験、実験６として塩化物イオン浸透深さ試験を実施した。コンクリート成形体を図４〜図５とした以外は実験２と同様の方法で試験体の作製及び養生を行った。各図の寸法単位はｍｍである。図４の１２はコンクリート打設面であり、試験面１３と裏側面の２側面（鉛直面）が養生面である。養生シートの上下端部は試験体より1ｃｍはみ出させた状態とした。非試験面１４の４面にはアルミテープを貼り、試験面以外からの乾燥を抑制した。透気試験は表裏の試験面２面で行った。透水試験は養生面を上下にして１面のみで実施した。透水試験後、試験体を10%NaCl水溶液に28日間浸漬し，塩化物イオン浸透深さを測定した。図５の１５は透気試験、透水試験の位置である。以上の結果を表５に示す。なお、透気係数及び透水量については、値が小さい方がコンクリートは緻密である。また、透水量の経過時間変化を示すグラフは図９に示す。

表５から、実施例１〜３の養生シートを用いたときのコンクリート表層の緻密性及び塩化物イオンの浸透に対する抵抗性は、市販品養生シートと同等で、水中養生より若干低く、気中養生より大きく向上したことがわかる。

以上のとおり、本実施例の養生シートは水に濡らしても軽量で作業性がよく、垂直部に使用しても水の落下が少なく、長期保水性に優れていた。また繰り返し使用試験をしたところ、１０回まで使用できた。

１コンクリート湿潤養生用シート
２繊維シート層
３フィルム
４保水層
６ネット
１０試験体の円周面
１１試験体の上下面
１２コンクリート打設面
１３試験面
１４非試験面
１５透気試験、透水試験の位置

Claims

繊維シートの表面に保水部が形成され、裏面にはフィルムが一体化されているコンクリート湿潤養生用シートの製造方法であって、
前記繊維シートはセルロース繊維を含む繊維シートであり、
前記保水部の前記セルロース繊維シートの繊維表面には電子線照射により保水性化合物がグラフト重合されており、
前記コンクリート湿潤養生用シートの吸水率は５０〜３５９重量％であることを特徴とするコンクリート湿潤養生用シートの製造方法。
前記繊維シートは、水中に１時間浸漬した後に引き上げて、１分後の重量を測定したときの初期重量が０．５〜２．０ｋｇ／ｍ²である請求項１に記載のコンクリート湿潤養生用シートの製造方法。
前記繊維シートの単位面積当たりの重量（目付）は８０〜２５０ｇ／ｍ²である請求項１又は２のいずれか１項に記載のコンクリート湿潤養生用シートの製造方法。
前記繊維シートの表面側にはさらにネットが一体化されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリート湿潤養生用シートの製造方法。