JP6329884B2

JP6329884B2 - セメントコンクリートの養生方法

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Publication number: JP6329884B2
Application number: JP2014231147A
Authority: JP
Inventors: 荒木　昭俊; 昭俊荒木; 雅夫松本; 浩徳長崎; 岩崎　昌浩; 昌浩岩崎; 田中　徹; 徹田中; 均浅野; 関根　一郎; 一郎関根; 元気中村; 直洋原
Original assignee: Denka Co Ltd; Sanyu Rec Co Ltd; Denki Kagaku Kogyo KK; Toda Corp
Current assignee: Denka Co Ltd; Sanyu Rec Co Ltd; Toda Corp
Priority date: 2014-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2018-05-23
Anticipated expiration: 2034-11-14
Also published as: JP2016094743A

Description

本発明は、建築・土木工事で構築するセメントコンクリート構造物の養生方法に関する。

建築・土木分野でコンクリート構造物を建設する場合、コンクリートが硬化するまで型枠内で所定の期間養生し型枠を脱型する。
しかしながら、低温環境下の工事では、セメントの水和反応が遅れ、充分に養生期間を確保できない場合があった。また、夏場等、高温環境下の工事では、コンクリートからの水分逸散が激しく、乾燥の影響を受け、脱型後、比較的早い時期にひび割れが生じる場合があった。

現在、ひび割れの発生を防止するために、脱型後、プラスチックフィルムなどの基材層を有する粘着テープをコンクリート表面に貼り付けて養生する方法が行われている（特許文献１）。
この方法は、脱型後、粘着剤の付いたプラスチックフィルムをコンクリート表面に貼り付けて養生するものであり、水分の蒸発を抑制できるが、急激な温度変化を緩和する効果は小さく、温度応力ひび割れには効果的ではない。また、トンネルのようなアーチ状のコンクリート構造物に、隙間が発生しないように、また、浮きがないように密着させるには労力を必要とするなどの課題があった。

また、トンネルの二次覆工コンクリートの構築では、施工サイクルを確保するためコンクリートを打設して15〜20時間でセントルを脱型し、養生しない場合が多い。

近年、トンネル工事では、掘削やコンクリートの吹付けなどで発生する粉塵等の濃度を低減し、作業環境の改善を目的に、坑内換気量を増大させるケースが多くなってきている。そのため、脱型後のコンクリートに充分な温度や湿度が確保できず、二次覆工コンクリートに乾燥によるひび割れが発生する確率が増加している。

覆工コンクリートの養生方法や装置等としては、セントルを移動後、エアマットで覆工コンクリートを覆うことで、トンネル坑内の温度、湿度、及び風からコンクリートを保護するバルーン方式の養生方法（特許文献２）、トンネルの円周方向にシートを貼り付けて養生する装置（特許文献３）、及びアーチ状に沿って形成された散水管に間隔をあけて散水ノズルを設け、各散水ノズルからトンネル内壁面に向けて散水するトンネル覆工コンクリートの自動散水設備（特許文献４）が提案されている。
これらの装置や設備等を使用した養生方法では、いずれも覆工コンクリートの乾燥を防ぐことが可能であるが、アーチ状の移動式架台が必要であり、バルーン内に空気を供給するためのコンプレッサ、散水管に水を供給するためのポンプなどの機器、又は、空気や水の配管設備等が必要であり、自動散水設備を使用する場合は、排水設備も必要となり、保湿養生のための設備が大規模となり、設備コストがかかるという課題があった。

また、水分散系ポリエステルを主成分とする皮膜養生剤を塗布したコンクリート製造方法が提案されている（特許文献５）。
しかしながら、この方法は、水分が蒸発して薄いポリエステル皮膜を形成するものであり、皮膜養生剤の粘性が低いので垂れや雫ができて均一な膜が得にくく、養生後に斑が生じやすいという課題があった。

一方、ウレタン樹脂系材料を用いる養生方法としては、発泡ウレタンとＰＰクロス、又はそれと不織布による積層シートを用いる養生方法や、ウレタンフォームを所定の厚さでコンクリートの表面に吹付けるマスコンクリートの断熱養生方法が提案されている（特許文献６、特許文献７）。
積層シートを用いる養生方法は、発泡ウレタンを有する積層シートを用いて養生する技術であり、ある決まった大きさの積層シートを並べることで養生するが、並べた際の隙間より水分が蒸発する場合があった。
また、マスコンクリートの断熱養生方法は、型枠の外側にウレタンフォームを吹付けにより形成し、型枠を脱型した後もコンクリート表面にウレタンフォームを形成して養生する技術である。この技術は、脱型前後で２回、ウレタンフォームを形成するものであり本発明と養生方法が異なり、詳細な説明には、35kg/m³のウレタンフォームを使用したと記載されていることから、発泡倍率としては20倍以上のウレタンフォームを使用したと考えられ、空隙率が大きすぎて水分逸散の抑制効果が低下していると考えられる。

ウレタン樹脂を主成分とするセメントコンクリート用耐雨性養生塗装剤を打設直後のセメントコンクリート表面に塗布し、塗膜化することにより、激しい降雨に際してもセメントコンクリートの流出を防止し、雨の混入によるセメントの硬化不良を防止し、降雨による影響を受けなくなった後、その塗膜を、いつでも剥離・除去可能なセメントコンクリート用耐雨性養生塗装剤が提案されている（特許文献８）。
しかしながら、このセメントコンクリート用耐雨性養生塗装剤は、あくまでも降雨時の施工を可能とすることを目的とするもので、乾燥収縮を抑制することについては全く記載がなく、ウレタン樹脂の発泡倍率の規定もない。

特許第５０６７９８７号公報特開２００５−０９０１４６号公報特開２０１３−０４９９６３号公報特開２００１−２４８３９８号公報特開２０１４−０２８７２９号公報特開２０１２−２５１４０１号公報特公平０７−０１１１８７号公報特開平０８−０８１２８３号公報

本発明は、大掛かりな設備を必要とせず、セメントコンクリート硬化体表面に、発泡倍率1.2〜８倍の発泡ポリウレタン樹脂を塗布あるいは噴霧等、被覆することで、被覆セメントコンクリート硬化体を調製し、水分の蒸発を抑えるとともに断熱効果を付与することで、低温環境下でもセメントの水和遅延を抑制し、乾燥収縮を抑え、強度発現性の良好な高品質なセメントコンクリート硬化体を得るための養生方法を提供する。

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の手段を採用する。
（１）セメントコンクリートを型枠内に打設し、硬化後に脱型して調製したセメントコンクリート硬化体表面に、活性水素含有物質としてジエン系ポリオールと、発泡剤と、触媒を含有するＡ液と、ジイソシアネートを含有するＢ液とを原料として得られる、発泡倍率1.2〜８倍の発泡ポリウレタン樹脂を150〜1,500g/m²被覆して、セメントコンクリート硬化体表面に発泡硬化皮膜を形成して被覆セメントコンクリート硬化体を調製し、養生するセメントコンクリートの養生方法である。
（２）さらに、養生終了時、形成した発泡硬化皮膜を剥がす前記（１）のセメントコンクリートの養生方法である。
（３）トンネル建設における二次覆工コンクリートの養生に使用する前記（２）のセメントコンクリートの養生方法である。
（４）前記発泡硬化皮膜の熱伝導率が0.040〜0.15W/mKである前記（１）〜（３）のうちのいずれか１のセメントコンクリートの養生方法である。
（５）前記発泡硬化皮膜を被覆して養生した材齢28日のセメントコンクリート硬化体の長さ変化率が、前記発泡硬化皮膜を被覆しないで養生した材齢28日のセメントコンクリート硬化体の長さ変化率と比べて、40％以上の低減率を示す前記（１）〜（４）のうちのいずれか１のセメントコンクリートの養生方法である。
（６）前記発泡硬化皮膜の皮膜厚が、0.5〜10mmである前記（１）〜（５）のうちのいずれか１のセメントコンクリートの養生方法である。

断熱性のある薄いシート状の膜で養生する本発明の養生方法を用いることで、大掛かりな設備が不要で、迅速に養生作業ができ、水分の蒸発による乾燥収縮を抑える効果が高く、緻密なセメントコンクリート硬化体を形成でき、強度発現性の良好な高品質なセメントコンクリート構造物を構築することができる。特に、冬場等の低温環境下においても保温効果がよく、セメントの水和遅延を抑制することができ、良好な強度発現性を確保できるため、高品質なセメントコンクリート構造物を構築することができる。

以下、本発明を詳細に説明する。なお、本発明で使用する部や％は特に規定のない限り質量基準である。
また、本発明のセメントコンクリートとは、セメントペースト、モルタル、及びコンクリートを総称するものである。

本発明の養生方法に用いる発泡ホリウレタン樹脂とは、Ａ液とＢ液からなる２液混合タイプであり、Ａ液として、活性水素含有化合物、発泡剤、及び触媒、Ｂ液として、ジイソシアネート、その他添加剤等の原料を配合して得られる樹脂である。

本発明では、活性水素含有化合物として、ジエン系ポリオールを使用し、発泡倍率1.2〜８倍の発泡ポリウレタン樹脂を調製する。

活性水素含有化合物としては、水酸基やアミノ基等の活性水素含有官能基を２以上有する化合物、あるいはその化合物の二種以上の混合物がある。特に、２以上の水酸基を有する化合物、即ち、ポリオールやその混合物、又はそれを主成分とし、さらにポリアミンなどを含む混合物が好ましい。

ポリオールとしては、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、共役二重結合を骨格に持つジエン系ポリオール、ひまし油ポリオール、ひまし油変性ポリオール、及び水酸基含有ジエチレン系ポリマーなどが挙げられ、本発明では、乾燥による収縮を抑制できる点や、セメントコンクリート硬化体表面に残渣物が残らず剥がしやすい点でジエン系ポリオールを使用する。そのうち、ジエン系ジオールにジエン系トリオールが混ざったものが好ましい。ジエン系ポリオール１分子当たりの水酸基の数は2.2〜2.5が好ましい。

ジエン系ポリオールとしては、1,3-ブタジエンがトランス1,4結合したポリブタジエン構造を有するもの、1,3-ブタジエンがシス1,4結合したポリブタジエン構造を有するもの、1,3-ブタジエンが1,2結合したポリブタジエン構造を有するもの、また、これら結合が混在したポリブタジエン構造を有するものいずれも使用可能である。
ジエン系ポリオールとしては、分子中にポリブタジエン構造及び２つの水酸基を有するものが好ましく、鎖状のポリブタジエン構造の両端にそれぞれ水酸基を有するものがより好ましい。

本発明で使用する発泡剤としては、水や、フッ素化炭化水素、メチレンクロライド、ペンタン、シクロペンタン、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸メチル、及び酢酸エチルなどの低沸点溶剤等が挙げられ、発泡倍率を容易に調整できる点から水が好ましい。
本発明で水は、ジイソシアネートとの反応により、二酸化炭素を発生し発泡剤として作用する。
発泡剤の使用量は、適度の倍率の発泡を得るため、また、充分な養生効果が得られる点から、ジエン系ポリオール100部に対して、0.005〜0.5部が好ましい。

本発明のジイソシアネートとしては、公知の各種多官能性の脂肪族、脂環族、及び芳香族のジイソシアネートを使用できる。例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、4,4-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、2,4-トリレンジイソシアネート（2,4-ＴＤＩ）、2,6-トリレンジイソシアネート（2,6-ＴＤＩ）、4,4-ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、オルトトルイジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、リジンジイソシアネート（ＬＤＩ）、及びこれらジイソシアネートを用いたジイソシアネート含有プレポリマーなどが挙げられる。ジイソシアネートとして、ＮＣＯ含有量５〜31％のものが好ましく、20〜25％のものがより好ましい。
ジイソシアネートの使用量は、発泡硬化皮膜を剥がすときに剥がれやすい点、また、発泡硬化被膜を剥がすときに切れにくい点から、ジエン系ポリオール100部に対して、20〜50部が好ましい。

本発明の触媒としては、一般にウレタン化触媒として知られているものを使用することができる。例えば、1-イソブチル-2-メチルイミダゾール、１−メチルイミダゾール、及び1,3-ジメチルイミダゾールなどのイミダゾール化合物、N，N，N’，N’-テトラメチルエチレンジアミン、N，N，N’，N’-テトラメチルプロパン-1,3-ジアミン、N，N，N’，N’-テトラメチルヘキセン-1,6-ジアミン、N，N，N’，N”，N”-ペンタメチルジエチレントリアミン、N，N-ジシクロヘキシルメチルアミン、ビス（N，N−ジメチルアミノエチルピペラジル）エタン、及びN，N’，N”-トリス（ジエチルアミノプロピル）ヘキサヒドロトリアジンなどの第３級アミン、及びジブチル錫ジラウレートやジブチル錫ジアセテートなどが単独又は併用で使用できる。
触媒の使用量は、反応時間を適当な長さにできる点から、また、均一な発泡硬化皮膜が形成できる点から、ジエン系ポリオール100部に対して、0.1〜３部が好ましい。

本発明では性能を損なわない範囲で、整泡剤、界面活性剤、難燃剤、溶剤、増粘剤、脱臭剤、粘度調整剤、繊維状物質、及びセメントやカルシウムアルミネートなどを含む水と反応して硬化する水硬性物質等の無機フィラーなどの各種添加剤を用いることができる。

本発明で、Ａ液とＢ液の配合割合は、発泡硬化皮膜を剥がすときに剥がれやすい点から、また、発泡硬化被膜を剥がすとき切れにくい点から、Ａ液100部に対して、Ｂ液20〜50部が好ましい。

本発明の養生方法に用いる発泡ポリウレタン樹脂の発泡倍率は、1.2〜８倍であり、1.5〜５倍が好ましい。この範囲より小さいと、厚く塗る必要があり経済的でなく、この範囲より大きいと水分の蒸発量が増え養生効果が低下する場合がある。また、養生期間を終え、発泡硬化皮膜を剥がすときにきれいに剥がれず、セメントコンクリート硬化体表面に残渣物が残る可能性もある。
発泡ポリウレタン樹脂の発泡倍率は、発泡剤の量を変えることによって、所定の倍率にすることが可能である。

本発明では、発泡ポリウレタン樹脂をセメントコンクリート硬化体に被覆することによって、セメントコンクリート硬化体の表面に、水分の逸散や温度変化を低減できる発泡硬化被膜を形成し、被覆セメントコンクリート硬化体を調製することができる。

本発明の発泡ポリウレタン樹脂のセメントコンクリート硬化体への被覆は、セメントコンクリート硬化体が被覆できれば、塗布、噴霧、及び吹付けなど、その手段は限定されるものではない。
発泡ポリウレタン樹脂の被覆量は、150〜1,500g/m²が好ましく、200〜1,200g/m²がより好ましい。この範囲より少ないと充分な養生効果が得にくく、この範囲より多いと使用効果は頭打ちとなり、使用量に応じた効果が得られない。また、この範囲より多いと経済性の点で好ましくなく、発泡硬化皮膜を剥がした後の廃棄量が増加する。

得られる発泡硬化皮膜の熱伝導率は、発泡硬化皮膜内の空隙量が多くなく、皮膜強度が小さくなく、養生終了時、簡便に剥がすことができ、温度変化を緩和する効果が大きい点から、0.04〜0.15W/mKが好ましく、0.05〜0.12W/mKがより好ましい。
発泡ポリウレタン樹脂の熱伝導率は、通常、断熱材として使用する場合、0.02〜0.035W/mKであり、発泡倍率としては20倍以上の発泡体を使用している。発泡倍率が大きくなると断熱性能向上の効果を示すが、発泡体の引張強度が低下し、空隙量が増加することになる。そのため、発泡硬化皮膜が切れることなく剥がすことができ、水分の逸散を抑制できる点から、発泡倍率と熱伝導率の関係を見極めて、適度の発泡倍率と熱伝導率を設定することが好ましい。

発泡硬化皮膜の空隙率は、養生効果を向上する点、発泡硬化皮膜をきれいに剥がす点から、16.0〜88.0％が好ましく、33.0〜80.0％がより好ましい。

発泡硬化皮膜の皮膜厚は特に限定されるものではないが、発泡硬化皮膜を剥がす際の剥がしやすさから、また、剥がした後の廃棄量を少なくする点から、0.5〜10mmが好ましく、１〜５mmがより好ましい。

本発明の発泡硬化皮膜を被覆すると、セメントコンクリート硬化体の長さ変化の低減率が向上する。
本発明では、発泡硬化皮膜を被覆して養生した材齢28日のセメントコンクリート硬化体の長さ変化率が、発泡硬化皮膜を被覆しないで養生した材齢28日のセメントコンクリート硬化体の長さ変化率と比較して40％以上の低減率を示すことが好ましい。
ここで、低減率とは、長さ変化の低減率で、発泡ポリウレタン樹脂未塗布の試験体（発泡硬化皮膜を被覆しないで養生した材齢28日のセメントコンクリート硬化体）の長さ変化率に対して、発泡ポリウレタン樹脂を塗布した試験体（発泡硬化皮膜を被覆して養生した材齢28日のセメントコンクリート硬化体）の長さ変化率の減少度合いであり、次の式で算出できる。
低減率（％）＝（発泡ポリウレタン樹脂未塗布の試験体の長さ変化率−発泡ポリウレタン樹脂を塗布した試験体の長さ変化率）／（発泡ポリウレタン樹脂未塗布の試験体の長さ変化率）×100
本発明では、圧縮強度向上、ひび割れ防止の点から、低減率は40％以上が好ましい。

本発明の発泡ポリウレタン樹脂の被覆方法は、刷毛やローラーなどで塗布する方法や、専用の吹付け機等を用いて、噴霧したり吹付けたりする方法が可能である。また、反応性や粘度を調整する目的でＡ液とＢ液を、粘度が高くなりすぎない、例えば、20〜50℃の適度な温度に調整して、混合後被覆することも可能である。

発泡ポリウレタン樹脂の被覆は型枠を脱型した直後であれば実施でき、脱型直後のセメントコンクリート硬化体表面の処理（離型剤の除去等）などは実施せず、そのまま施工してもよく、発泡ポリウレタン樹脂を被覆する前に、各種水性エマルジョンを塗布あるいは吹き付けて積層させてもよい。

概ね、トンネルの二次覆工コンクリート以外の土木・建築構造物であれば数日後に脱型した直後から発泡ポリウレタン樹脂の被覆は可能であり、トンネルの二次覆工コンクリートでは、打設後15〜20時間で脱型するのでその直後から、発泡ポリウレタン樹脂の被覆は可能である。

本発明における養生期間は特に限定されるものではなく、７日以上であればよい。

発泡硬化皮膜を剥がすタイミングは、養生終了時であれば特に限定するものではないが、発泡ポリウレタン樹脂が硬化していればよく、発泡硬化皮膜形成後、概ね３時間以降であれば剥がすことができる。

以下に実験例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実験例に限定されるものではない。

実験例１
20℃、湿度60％の条件で、単位量が、セメント309kg/m³、細骨材820kg/m³、粗骨材1,064kg/m³、減水剤3.1kg/m³、及び水170kg/m³で、最大骨材寸法が20mm、Ｗ／Ｃが55％、ｓ／ａが44％、並びに、目標スランプが15±2.5cmのコンクリート配合のコンクリートを製造し、両端部に長さ変化測定用のアタッチメントを取り付けた縦10cm×横10cm×長さ40cmの型枠内に流し込んで柱状試験体を作製した。脱型は16時間後に行い、底面以外の面を水分が逸散しないように専用テープで被覆した。底面の開放面に、表１に示す発泡ポリウレタン樹脂を塗布し、発泡硬化皮膜を形成し、被覆コンクリート硬化体を調製し、長さ変化率、圧縮強度、及び発泡硬化皮膜の熱伝導率を測定した。結果を表１に併記する。
なお、市販されているコンクリート養生保水テープを本発明の発泡ポリウレタン樹脂の代わりに被覆した場合についても同様に評価した。

＜使用材料＞
セメント：電気化学工業社製、普通ポルトランドセメント、3.15g/cm³
細骨材：新潟県糸魚川産砕砂、密度2.62g/cm³
粗骨材：新潟県糸魚川産砕石、密度2.67g/cm³
減水剤：グレースケミカル社製、ＡＥ減水剤、リグニンスルホン酸塩系
水：水道水
発泡ポリウレタン樹脂ａ：Ａ液α（ジエン系ポリオール）とＢ液αとを配合比３：１で混合したもの
発泡ポリウレタン樹脂ｂ：Ａ液α（ジエン系ポリオール100部に発泡剤0.003部と触媒0.5部配合）とＢ液αとを配合比３：１で混合し、発泡倍率1.1倍に調整したもの、発泡硬化皮膜密度1,000kg/m³
発泡ポリウレタン樹脂ｃ：Ａ液α（ジエン系ポリオール100部に発泡剤0.005部と触媒0.5部配合）とＢ液αとを配合比３：１で混合し、発泡倍率1.2倍に調整したもの、発泡硬化皮膜密度917kg/m³
発泡ポリウレタン樹脂ｄ：Ａ液α（ジエン系ポリオール100部に発泡剤0.008部と触媒0.5部配合）とＢ液αとを配合比３：１で混合し、発泡倍率1.5倍に調整したもの、発泡硬化皮膜密度734kg/m³
発泡ポリウレタン樹脂ｅ：Ａ液α（ジエン系ポリオール100部に発泡剤0.05部と触媒0.5部配合）とＢ液αとを配合比３：１で混合し、発泡倍率2.0倍に調整したもの、発泡硬化皮膜密度550kg/m³
発泡ポリウレタン樹脂ｆ：Ａ液α（ジエン系ポリオール100部に発泡剤0.2部と触媒0.5部配合）とＢ液αとを配合比３：１で混合し、発泡倍率4.0倍に調整したもの、発泡硬化皮膜密度275kg/m³
発泡ポリウレタン樹脂ｇ：Ａ液α（ジエン系ポリオール100部に発泡剤0.25部と触媒0.5部配合）とＢ液αとを配合比３：１で混合し、発泡倍率5.0倍に調整したもの、発泡硬化皮膜密度221kg/m³
発泡ポリウレタン樹脂ｈ：Ａ液α（ジエン系ポリオール100部に発泡剤0.3部と触媒0.5部配合）とＢ液αとを配合比３：１で混合し、発泡倍率6.0倍に調整したもの、発泡硬化皮膜密度183kg/m³
発泡ポリウレタン樹脂ｉ：Ａ液α（ジエン系ポリオール100部に発泡剤0.5部と触媒0.5部配合）とＢ液αとを配合比３：１で混合し、発泡倍率8.0倍に調整したもの、発泡硬化皮膜密度138kg/m³
発泡ポリウレタン樹脂ｊ：Ａ液α（ジエン系ポリオール100部に発泡剤0.55部と触媒0.5部配合）とＢ液αとを配合比３：１で混合し、発泡倍率9.0倍に調整したもの、発泡硬化皮膜密度122kg/m³
発泡ポリウレタン樹脂ｋ：Ａ液β（ポリエーテル系ポリオール100部に発泡剤0.07部と触媒0.5部配合）とＢ液αとを配合比３：１で混合し、発泡倍率2.0倍に調整したもの、発泡硬化皮膜密度565kg/m³
ジエン系ポリオール：1,3-ブタジエンがトランス1,4結合したポリブタジエン構造を有するジエン系ポリオール（ジエン系ポリオール１分子当たりの水酸基の数は2.2）
Ａ液β ：ポリテトラメチレングリコール（ポリエーテル系ポリオール）
Ｂ液α ：4,4-ジフェニルメタンジイソシアネート、ＮＣＯ含有量22.9％
触媒：1-イソブチル2-メチルイミダゾール
発泡剤：水
コンクリート保水養生テープ：住友スリーエム社製ポリオレフィン系粘着保水養生テープ、品番2227HP、膜厚0.11mm
専用テープ：市販のアルミクロステープ、基材−アルミ泊・ポリエチレンクロス、粘着剤−アクリル系粘着剤、幅50mm

＜測定方法＞
空隙率：発泡剤を加えないで反応させた発泡倍率０の硬化皮膜密度と所定量の発泡剤を加えて反応させたときの各発泡倍率の発泡硬化皮膜の密度を求め、下記のように算出した。
空隙率（％）＝（発泡倍率０の硬化皮膜密度―発泡硬化皮膜密度）／（発泡倍率０の硬化皮膜密度）×100
長さ変化率：JIS A 1129-3に準拠した。
低減率：長さ変化の低減率、発泡ポリウレタン樹脂未塗布の試験体の長さ変化率に対して、発泡ポリウレタン樹脂を塗布した試験体の長さ変化率の減少度合い。
低減率（％）＝（発泡ポリウレタン樹脂未塗布の試験体の長さ変化率−発泡ポリウレタン樹脂を塗布した試験体の長さ変化率）／（発泡ポリウレタン樹脂未塗布の試験体の長さ変化率）×100
圧縮強度：JIS A 1114に準拠した。縦10cm×横10cm×長さ40cmの試験体を成形し、材齢28日における圧縮強度を測定した。
熱伝導率：圧縮強度測定終了後に試験体より、縦８cm以上、横３cm以上の切れ目のない発泡硬化皮膜を剥がし、迅速熱伝導率計（京都電子工業社製QTM-500、測定原理：ボックス式プローブ法）で測定した。

表１からわかるように、発泡倍率を1.2〜８倍に調整することで、発泡硬化皮膜の空隙率が小さくなり、長さ変化率を小さくでき、40％以上の低減率が確保でき、圧縮強度の向上効果が確認できる。また、塗布量を150〜1,500g/m²に調整することで、より養生効果を向上させることができる。塗布量を増加すると、圧縮強度も増加するが、多くなるとその効果は頭打ちとなる。
コンクリート保水養生テープを被覆した比較例は、長さ変化率の低減率を向上させる効果（水分逸散抑制効果）はあるが、圧縮強度を向上する効果はない。
本発明は、適度に発泡した発泡硬化皮膜を被覆して養生することから、熱伝導率が小さく、水和反応によって生じた反応熱を逃がしにくいことが影響し強度発現性の向上に寄与しており、発泡硬化皮膜の代わりにコンクリート保水養生テープを使用した比較例よりも表層が緻密化された高品質なコンクリートを得ることができる。

実験例２
実験例１と同じコンクリート配合でコンクリートを練混ぜ、実機規模の厚み30cm×幅100cm×高さ100cmの上面を開放した箱型枠を組んで、18〜22℃で打設し（コンクリート温度21℃）、上面をコテ仕上げした。16時間後に専用テープで打設面の上面を被覆し、幅100cm×高さ100cmの一面の型枠を脱型し、所定の発泡ポリウレタン樹脂を吹付け機で噴霧し、発泡硬化皮膜を形成し、被覆コンクリート硬化体を作製した。この被覆コンクリート硬化体を試験体とし、各種状態を観察・評価し、表層部の緻密性を確認するために中性化試験も実施した。打設は屋内で実施し、養生期間中は18〜22℃に温度管理した。
比較のために、発泡硬化皮膜を形成する代わりに、コンクリート保水養生テープや、粘着層がないポリエチレン製養生シートを被覆して同様に評価した。結果を表２に示す。

＜使用材料＞
ポリエチレン製養生シート：市販品、厚み70μm

＜評価方法＞
皮膜厚：形成した発泡硬化皮膜を28日後に剥がし、膜厚ゲージで測定。10箇所の平均値で示した。
耐水性：発泡硬化皮膜を形成した翌日より１日に１回水を試験体に吹きかけて発泡硬化皮膜の付着状態を28日後まで観察した。発泡硬化皮膜の剥がれや膨れが認められない場合を「良」、端部に剥がれが認められる場合を「可」、密着性良く貼り付けることができず、散水によって発泡硬化皮膜の剥がれ部分が生じる場合を「不可」とした。
剥離後の表面状態：28日後、発泡硬化皮膜を剥離したときのコンクリート硬化体の表面状態を観察した。ペースト層が剥離せず乱されておらず、色むらもない場合を「優」、ペースト層は剥離しないが、発泡ポリウレタン樹脂の残渣物が表面に少し残る場合を「良」、ペースト層が剥離する場合や、発泡ポリウレタン樹脂の残渣物が表面に残る場合を「可」、発泡硬化皮膜が密着していない部分があるため色むらが生じる場合を「不可」とした。
中性化深さ：材齢28後、試験体をφ10cmのコアドリルで削孔し、φ10cm×高さ10cmの供試体に成形した。発泡硬化皮膜を形成させた面を残し全面にエポキシ樹脂を塗布し、被覆した発泡硬化皮膜を剥がし、JIS A 1153に準拠して、温度30℃、湿度60％、及び炭酸ガス濃度５％の中性化促進条件で、促進中性化試験を行った。中性化深さの測定はJIS A 1152に準拠した。
圧縮強度：中性化用供試体と同様にφ10cmのコアドリルで削孔し、φ10cm×高さ20cmに成形し、JIS A 1108に準拠して圧縮強度を測定した。測定材齢は29日。

表２より、本発明の発泡硬化皮膜は密着性がよく、剥がすときに下地となるコンクリート硬化体表面を乱さず、色むらもできにくい。また、中性化深さも小さくなることから表層が緻密化していることがわかる。これは、本発明の発泡硬化皮膜の保温効果によって、セメントの水和反応で発生する熱が効率よく被覆コンクリート硬化体の強度発現性に寄与し緻密な組織を形成するためと考えられる。

実験例３
温度管理をしないこと以外は実験例２と同様に行った。養生期間中の外気温は、最低温度２℃−最高温度14℃であった。結果を表３に示す。

表３より、低温の環境下でも本発明の発泡硬化皮膜は密着性がよく、剥がすときに下地となるコンクリート硬化体表面を乱さず、色むらもできにくい。また、中性化深さも小さくなることから表層が緻密化していることがわかる。低温環境下では、本発明の発泡硬化皮膜で養生することで比較例と比べ圧縮強度の発現性が大幅に良好となり、本発明の養生方法における保温効果が大きく発揮していることがわかる。

Claims

セメントコンクリートを型枠内に打設し、硬化後に脱型して調製したセメントコンクリート硬化体表面に、活性水素含有物質としてジエン系ポリオールと、発泡剤と、触媒とを含有するＡ液と、ジイソシアネートを含有するＢ液とを原料として得られる、発泡倍率1.2〜８倍の発泡ポリウレタン樹脂を150〜1,500g/m²被覆して、セメントコンクリート硬化体表面に発泡硬化皮膜を形成して被覆セメントコンクリート硬化体を調製し、養生することを特徴とするセメントコンクリートの養生方法。
さらに、養生終了時、形成した発泡硬化皮膜を剥がすことを特徴とする請求項１に記載のセメントコンクリートの養生方法。
トンネル建設における二次覆工コンクリートの養生に使用することを特徴とする請求項２に記載のセメントコンクリートの養生方法。
前記発泡硬化皮膜の熱伝導率が0.040〜0.15W/mKであることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか１項に記載のセメントコンクリートの養生方法。
前記発泡硬化皮膜を被覆して養生した材齢28日のセメントコンクリート硬化体の長さ変化率が、前記発泡硬化皮膜を被覆しないで養生した材齢28日のセメントコンクリート硬化体の長さ変化率と比べて、40％以上の低減率を示すことを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載のセメントコンクリートの養生方法。
前記発泡硬化皮膜の皮膜厚が、0.5〜10mmであることを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載のセメントコンクリートの養生方法。