JP6630158B2 - セメント硬化体構造物の保護工法およびセメント硬化体構造物の保護構造 - Google Patents
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Description
本発明は以下の発明を含む。
本発明のセメント硬化体構造物の保護工法は、接着剤塗布工程と、保護シート積層工程と、封止工程とを含む。接着剤塗布工程では、セメント硬化体構造物の表面に、変成シリコーン樹脂とエポキシ樹脂とを含む接着剤樹脂組成物を塗布する。保護シート積層工程では、接着剤樹脂組成物の塗布層に、樹脂層と炭素膜とを含む保護シートを積層する。封止工程では、保護シートの縁端に沿って前記縁端を覆うように、シリコーン樹脂組成物および変性シリコーン樹脂組成物の少なくともいずれかの封止用樹脂組成物の層を設ける。
上記(1)のセメント硬化体構造物の保護工法では、封止用樹脂組成物の粘度が50,000mPa・s以上1,000,000mPa・s以下であってよい。
なお、粘度は、JIS Z 8803に準拠して単一円筒形粘度計としてB型粘度計を用い、No.7ローター、23℃で測定した値である。
上記(1)または(2)のセメント硬化体構造物の保護工法では、封止用樹脂組成物のチクソインデックスが3.5以上8.0以下であってよい。
なお、チクソインデックスは、BS粘度計を用い、No.7ローターの1rpmの条件下で測定した粘度を、前記BS粘度計を用い、前記No.7ローターの10rpmの条件下で測定した粘度で除した値として得られる。
上記(1)から(3)のいずれかのセメント硬化体構造物の保護工法では、樹脂層がポリエステル樹脂であってよい。
本発明のセメント硬化体構造物の保護構造は、セメント硬化体構造物と;セメント硬化体構造物の表面に設けられた、変成シリコーン樹脂とエポキシ樹脂とを含む接着層と;接着層に積層された、樹脂層と炭素膜とを含む保護シートと;保護シートの縁端に沿って縁端を覆うように設けられた、シリコーン樹脂組成物および変性シリコーン樹脂組成物の少なくともいずれかの封止用樹脂組成物の硬化物の封止部と、を含む。
上記(5)のセメント硬化体構造物の保護構造では、封止部が、保護シートとセメント硬化体構造物とにまたがって設けられていてよい。
上記(5)または(6)のセメント硬化体構造物の保護構造では、保護シートが、セメント硬化体構造物の表面に接着層を介して積層された他の保護シートの上に、さらなる接着層を介して積層されており、封止部が、保護シートと他の保護シートとにまたがって設けられていてよい。
上記(5)から(7)のいずれかのセメント硬化体構造物の保護構造では、封止用樹脂組成物の硬化物の引張り強さが0.7N/mm2以上であってよい。
なお、引張り強さは、JIS K6251に準拠してダンベル状3号形の試験片を引張速度500mm/分にて得られる値である。
上記(5)から(8)のいずれかのセメント硬化体構造物の保護構造では、封止用樹脂組成物の硬化物の破断時伸びが10%以上であってよい。
なお、伸びは、JIS K6251に準拠してダンベル状3号形の試験片を引張速度500mm/分条件に供して得られる値である。
上記(5)から(9)のいずれかのセメント硬化体構造物の保護構造では、封止用樹脂組成物の硬化物の引張り強さが、接着層の引張り強さの0.5倍以上1倍以下であってよい。
上記(5)から(10)のいずれかのセメント硬化体構造物の保護構造では、封止用樹脂組成物の硬化物の破断時伸びが、接着層の破断時伸びの1.5倍以上4倍以下であってよい。
図1に、第1実施形態のセメント硬化体構造物の保護構造の一例の模式的断面図を示す。
図1に示すセメント硬化体構造物の保護構造100は、コンクリート建造物200と、保護シート300と、それらの間に介在する接着層400と、封止部500とを含む。なお、図1ならびに以降の図面において、コンクリート建造物200に設けられる積層物は、厚みを極端に表現している。
コンクリート建造物200は、コンクリート210と、鉄筋などの芯材220とを含む。コンクリート210は、セメントに、水、砂利、砂などを混合し、セメントの水和反応により硬化したものである。コンクリート建造物200は、新設の物であってもよいし、供用中のものであってもよい。コンクリート建造物200としては、コンクリート高架橋(特に梁、柱)、コンクリート桁橋、電架柱、ビル、住宅などが挙げられる。
保護シート300は、樹脂層310と炭素膜350とを含む。本実施形態では、保護シート300は、樹脂層310が接着層400に接する向きで設けられ、接着層400を介してコンクリート建造物200を覆う。
樹脂層310の材質としては樹脂であればよく、ポリエステル樹脂(ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなど)、ポリアミド樹脂(ナイロンなど)、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリオレフィン樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレンなど)などが挙げられる。
この中でも、炭素膜350の好ましい破損抑制効果を得る観点から、ポリエステル樹脂であることが好ましい。
保護シート300の保護層は、炭素で構成される炭素膜350である。炭素膜350としては種々の炭素膜が適用されるが、中性化抑制効果の観点から好ましくはダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜が好ましい。また、DLC膜は、酸素、水蒸気および紫外線の透過を抑制することもできる。DLC膜は、ダイヤモンド構造(sp3結合)とグラファイト構造(sp2結合)とを両方含む非晶質の膜である。また、炭素膜には水素、酸素、窒素を含むことも許容する。ダイヤモンド構造とグラファイト構造との混在比率、および水素、酸素、窒素の含有率は特に限定されない。より具体的には、ta−C(テトラへドラルアモルファスカーボン)、a−C(アモルファスカーボン)、ta−C:H(水素化テトラへドラルアモルファスカーボン)、およびa−C:H(水素化アモルファスカーボン)が挙げられる。
接着層400は、接着剤樹脂組成物の硬化物である。本発明において、この接着剤樹脂組成物の硬化物は、変成シリコーン樹脂硬化物とエポキシ樹脂硬化物とを含む硬化樹脂である。
さらに、接着層400は、たとえばウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ゴム系樹脂などを接着剤として用いた場合と異なり、低分子のブリードアウトおよび溶剤による劣化などを効果的に抑制するため、実用性にも優れる。
封止部500は、保護シート300の縁端390を覆うように、縁端390に沿って設けられる。封止部500は、変性シリコーンおよびシリコーンの少なくともいずれかの封止用樹脂組成物の硬化物である。封止部500がこのような樹脂硬化物で構成されることによって、外部環境負荷への優れた耐性が発揮されるため、実使用環境において保護シート300の縁端390が封止された状態を長く保つことができる。
以下に、図1のセメント硬化体構造物の保護構造100を得るための施工法について説明する。
[1−6−1.接着剤塗布工程]
接着剤塗布工程では、接着剤樹脂組成物をコンクリート建造物200の表面に塗布し、接着剤樹脂組成物の塗布層を得る。
オレフィン成分としては、イソブチレンが挙げられる。
変成シリコーン樹脂は、単独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。
有機チタネートとしては、例えば、テトラブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラメチルチタネート、テトラ(2−エチルヘキシルチタネート)トリエタノールアミンチタネートなどのチタンアルコキシド類、チタンテトラアセチルアセトナート、チタンエチルアセトアセテート、オクチレングリコレートなどのチタンキレート類などが挙げられる。
シラノール縮合触媒は、単独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。
エポキシ樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記以外にも、エポキシ硬化剤としては、ポリアミド樹脂;2−エチル−4−メチルイミダゾールなどのイミダゾール類;無水フタル酸などのカルボン酸無水物などの化合物が挙げられる。
エポキシ硬化剤は、単独で使用してもよく、2種以上併用してもよい。
保護シート積層工程では、炭素膜350を有する保護シート300を接着剤組成物の塗布層に貼り付ける。本実施形態では、保護シート300の樹脂層310の側を貼り付けることができるが、後述の第3変形例のように保護シート300を本実施形態とは表裏を逆にして炭素膜350の側を貼り付けてもよい。
封止工程では、封止用樹脂組成物の層を保護シート300の縁端390に沿って、保護シート300とコンクリート建造物200との両方にまたがり縁端390を覆うように設ける。
シリコーン樹脂組成物は、いわゆる硬化型シリコーンゴム(特に室温硬化型シリコーンゴム)であってよく、一液型および二液型のいずれの構成であってもよい。シリコーン樹脂組成物は、空気中の水分または樹脂組成物中に混入している水分によって縮合反応を起こす湿気硬化性樹脂であり、いわゆる脱酢酸型、脱オキシム型、脱アルコール型等、アミノキシ型などのシリコーン樹脂組成物が挙げられる。
図2に、第2実施形態のセメント硬化体構造物の保護構造の一例の模式的断面図を示す。以下の実施形態では、主に第1実施形態と異なる点について説明し、第1実施形態と同じ点については説明を省略する。なお、本発明においては、本実施形態が単独態様で実施されてもよいし、第1実施形態との組み合わせ態様としても実施されてもよい。
図2に示すセメント硬化体構造物の保護構造100aは、コンクリート建造物200と、保護シート300と、それらの間に介在する接着層400と、封止部500aとを含む。保護構造100aでは、保護シート300と、当該保護シート300の下に重ねられた他の保護シート300’とが、縁端の部分で互いに重ね合わされ、保護シート300の縁端390に沿って設けられる封止部500aが、保護シート300と、当該保護シート300の下に重ねられた他の保護シート300’とにまたがるように設けられていることを除いて、第1実施形態と同様である。他の保護シート300’は、保護シート300と同一のものである。
図2に示すセメント硬化体構造物の保護構造を得るための工法では、保護シート積層工程で、保護シート300に先だって他の保護シート300’をコンクリート建造物200に接着剤樹脂組成物の塗布層を介して貼り付け、他の保護シート300’の縁端の部分と保護シート300の縁端390の部分とを、接着剤樹脂組成物の塗布層を介して重ねあわせる。これによって、保護シート300と他の保護シート300’とを継ぎ合わせる。
以下、上記の実施形態の変形例について述べる。以下の変形例は、第1実施形態に適用する場合を挙げて説明する場合があるが、第2実施形態に対しても同様に適用することができる。
[3−1−1.セメント硬化体構造物の保護構造]
図3に示す保護構造100bは、コンクリート建造物200と、保護シート300と、それらの間に介在する接着層400bと、封止部500とを含む。本変形例における保護構造100bは、接着層400bが、第1接着層410bと、網状シートで構成される補強層450bと、第2接着層420bとを含むことを除いて、第1実施形態と同様である。本変形例は、コンクリート建造物200としてはね出しスラブに施工する場合に特に有用である。
上記の接着層400bを有する保護構造100bを得るための工法は、接着剤塗布工程が、第1接着剤塗布工程と、補強層積層工程と、第2接着剤塗布工程とをこの順に含むことを除いて、上記保護構造100を得るための工法と同様である。
本発明の剥落防止施工法の施工対象としては、セメント硬化体構造物であればよいため、コンクリート建造物200のほか、樹脂製の芯材を有するコンクリート建造物であってもよいし、芯材を有しないコンクリート構造物であってもよいし、モルタル構造物であってもよい。
保護シート300の樹脂層310は、上述のように単層構造であってもよいが、複層構造であってもよい。樹脂層310が複層構造である場合、たとえば、最上層(つまり炭素膜350の隣接層)をポリエステル樹脂など上述の樹脂層310の構成樹脂として例示した樹脂で構成し、その下層として、別の樹脂層を積層してよい。当該別の樹脂層としては、接着層400との相性などに応じて所望の機能を発現する樹脂からなる1または複数の層を、当業者が適宜選択することができる。たとえば、上記のポリエステル樹脂層とは異なるバリア性、耐水性、および/または機械的特性などを有する樹脂層、ならびに接着層などが挙げられる。
(1.モルタル試験片保護構造の作成)
縦120mm×横40mm×厚10mmのモルタル試験片の表面において、表面積を二分割したうちの一方の領域(120mm×20mmの面積領域)に接着剤樹脂組成物を0.5mmの厚さで塗布した。この接着剤樹脂組成物は、変成シリコーン樹脂100重量部に対するエポキシ樹脂の混合量が70重量部である、変成シリコーン樹脂およびエポキシ硬化剤とを含む第I剤と、エポキシ樹脂およびシラノール縮合触媒を含む第II剤とが混合された2液型変成シリコーン−エポキシ系接着剤であった。この接着剤の硬化後の伸び率(JIS K6251に準拠)は180%、10%伸長時の応力(JIS K6251に準拠)は0.4N/mm2であった。
その後、7日間養生し、モルタル試験片保護構造を作成した。
得られたモルタル試験片保護構造を、JIS K7350(プラスチック−実験室光源による暴露試験方法)−4(オープンフレームカーボンアークランプ):2008に基づき劣化促進環境下で3000時間曝露した。その後、封止部の表面全体に、剥離試験用PETシートを接着剤を使用して貼り付け、JIS K6854に準拠して180°剥離試験(剥離試験用PETシートの一端と、モルタル試験片とを、180°剥離となるように互いに反対方向に引っ張った。)を行った。
(1.保護構造モデルの作成)
実施例1aで用いた保護シートの炭素膜側の面に、実施例1aで用いたものと同じ封止用樹脂組成物を同様に塗布した。
その後、7日間養生し、保護構造のモデルを作成した。
得られた保護構造のモデルを、JIS K7350(プラスチック−実験室光源による暴露試験方法)−4(オープンフレームカーボンアークランプ):2008に基づき劣化促進環境下で3000時間曝露した。その後、剥離試験のため、封止用樹脂組成物の塗布層に、剥離試験用PETシートを接着剤を使用して貼り付けた。その後、JIS K6854に準拠してT型剥離試験(剥離試験用PETシートの一端と、保護シートの一端とを、T型剥離となるように互いに反対方向に引っ張った。)を行った。
封止用樹脂組成物として、アルコール型シリコーン樹脂 スーパーシーラー21(積水フーラー株式会社製)を用いたことを除き、実施例1aと同様にモルタル試験片保護構造を作成し、耐候性試験を行った。
なお、本実施例で用いた封止用樹脂組成物の粘度は340,000mPa・s、チクソインデックスは5.8であった。また、この封止用樹脂組成物の硬化後の伸び率は550%、引張強さは1.73N/mm2であった。
封止用樹脂組成物として、実施例2aの封止用樹脂組成物を用いたことを除き、実施例1bと同様に保護構造モデルを作成し、耐候性試験を行った。
封止用樹脂組成物として、オキシム型シリコーン樹脂 セキスイシーラント(積水フーラー株式会社製)を用いたことを除き、実施例1aと同様にモルタル試験片保護構造を作成し、耐候性試験を行った。
なお、本実施例で用いた封止用樹脂組成物の粘度は300,000mPa・s、チクソインデックスは5.7であった。また、この封止用樹脂組成物の硬化後の伸び率は650%、引張強さは1.80N/mm2であった。
封止用樹脂組成物として、実施例3aの封止用樹脂組成物を用いたことを除き、実施例1bと同様に保護構造モデルを作成し、耐候性試験を行った。
封止用樹脂組成物に、ウレタン樹脂(オート化学工業株式会社製)を用いたことを除き、実施例1aと同様にモルタル試験片保護構造を作成し、耐候性試験を行った。
封止用樹脂組成物に、比較例1aと同じウレタン樹脂を用いたことを除き、実施例1bと同様に保護構造モデルを作成し、耐候性試験を行った。
実施例1a,1bから比較例1a,1bについて、封止用樹脂組成物および硬化物の種類および物性と、耐候性試験の結果とを、それぞれ、下記表1および表2に示す。このように、本発明の保護構造は、接着強度の高い封止部によって保護シートの縁端が封止されるため、保護シートの剥離を防止することができる。したがって、中性化抑制効果が持続し、セメント硬化体の長期的な劣化を抑制することができる。
本発明においては、明細書の保護構造100,100a,100bが請求項の「セメント硬化体構造物の保護構造」に相当し、コンクリート建造物200が「セメント硬化体構造物」に相当し、保護シート300が「保護シート」に相当し、他の保護シート300’が「他の保護シート」に相当し、樹脂層310が「樹脂層」に相当し、炭素膜350が「炭素膜」に相当し、縁端390が「縁端」に相当し、接着層400,400bが「接着層」に相当し、封止部500が「封止部」に相当する。
200…コンクリート建造物(セメント硬化体構造物)
300…保護シート
300’…他の保護シート
310…樹脂層
350…炭素膜
390…縁端
400,400b…接着層
500,500a…封止部
Claims (11)
- セメント硬化体構造物の表面に、変成シリコーン樹脂とエポキシ樹脂とを含む接着剤樹脂組成物を塗布する接着剤塗布工程と、
前記接着剤樹脂組成物の塗布層に、樹脂層と炭素膜とを含む保護シートを、前記樹脂層が前記塗布層に接する向きで積層する保護シート積層工程と、
前記保護シートの縁端に沿って前記縁端を覆うように、シリコーン樹脂組成物および変性シリコーン樹脂組成物の少なくともいずれかの封止用樹脂組成物の層を設ける封止工程と、
を含み、
前記樹脂層のJIS K7197に準拠した線膨張率が10×10 −5 /K以下であり、
前記炭素膜がダイヤモンドライクカーボン膜であり、
前記接着剤樹脂組成物の塗布層の硬化物のJIS K6251に準拠した伸び率が50%以上、かつ、JIS K6251に準拠した10%伸長時の応力(10%モジュラス)が0.7N/mm 2 以下であり、
前記封止用樹脂組成物の硬化物のJIS K6251に準拠した引張り強さが0.7N/mm 2 以上である、セメント硬化体構造物の保護工法。 - 前記封止用樹脂組成物の粘度が50,000mPa・s以上1,000,000mPa・s以下である、請求項1に記載のセメント硬化体構造物の保護工法。
- 前記封止用樹脂組成物のチクソインデックスが3.5以上8.0以下である請求項1または2に記載のセメント硬化体構造物の保護工法。
- 前記樹脂層がポリエステル樹脂である、請求項1から3のいずれか1項に記載のセメント硬化体構造物の保護工法。
- 前記炭素膜の厚みが10nm以上1000nm以下である請求項1から4のいずれか1項に記載のセメント硬化体構造物の保護工法。
- セメント硬化体構造物と、
前記セメント硬化体構造物の表面に設けられた、変成シリコーン樹脂とエポキシ樹脂とを含む接着層と、
前記接着層に積層された、樹脂層と炭素膜とを含む保護シートと、
前記保護シートの縁端に沿って前記縁端を覆うように設けられた、シリコーン樹脂組成物および変性シリコーン樹脂組成物の少なくともいずれかの封止用樹脂組成物の硬化物の封止部と、を含み、
前記接着層と前記保護シートに含まれる前記樹脂層とが接しており、
前記樹脂層のJIS K7197に準拠した線膨張率が10×10 −5 /K以下であり、
前記炭素膜がダイヤモンドライクカーボン膜であり、
前記接着層のJIS K6251に準拠した伸び率が50%以上、かつ、JIS K6251に準拠した10%伸長時の応力(10%モジュラス)が0.7N/mm 2 以下であり、
前記封止用樹脂組成物の硬化物のJIS K6251に準拠した引張り強さが0.7N/mm 2 以上である、セメント硬化体構造物の保護構造。 - 前記封止部が、前記保護シートと前記セメント硬化体構造物とにまたがって設けられている、請求項6に記載のセメント構造物の保護構造。
- 前記保護シートが、前記セメント硬化体構造物の表面に前記接着層を介して積層された他の保護シートの上に、さらなる接着層を介して積層されており、
前記封止部が、前記保護シートと前記他の保護シートとにまたがって設けられている、請求項6または7に記載のセメント構造物の保護構造。 - 前記封止用樹脂組成物の硬化物の破断時伸びが10%以上である、請求項6から8のいずれか1項に記載のセメント硬化体構造物の保護構造。
- 前記封止用樹脂組成物の硬化物の引張り強さが、前記接着層の引張り強さの0.5倍以上1倍以下である、請求項6から9のいずれか1項に記載のセメント硬化体構造物の保護構造。
- 前記封止用樹脂組成物の硬化物の破断時伸びが、前記接着層の破断時伸びの1.5倍以上4倍以下である、請求項6から10のいずれか1項に記載のセメント硬化体構造物の保護構造。
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